JPH08313295A

JPH08313295A - 誘導電流を用いた位置検出トランスデューサ

Info

Publication number: JPH08313295A
Application number: JP8116644A
Authority: JP
Inventors: Masureriizu Kaaru; マスレリーズカール; Ingubaaru Andaamo Nirusu; イングバールアンダーモニルス; Uezurei Asaaton Kimu; ウェズレイアサートンキム
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1996-11-29
Also published as: US6011389A; EP0743508A3; EP0743508A2; CN1157910A

Abstract

(57)【要約】【課題】油や強磁性粒子などの汚染物質の影響を受け
ず、広範な応用に適しており、正確で、かつ先行技術の
トランスデューサと比べて比較的製造コストの安価な、
移動量または位置検出トランスデューサを得る。【解決手段】リニアエンコーダまたはロータリエンコ
ーダ等の高精度の測定に用いる誘導トランスデューサ
は、互いに相対的に移動可能な２つの部材を用いる。第
一の能動部材は電源または電気的配線が接続されていな
い第二の受動部材１１４に渦電流を誘導する。第一の能
動部材は磁場を発生するトランスミッタ巻線１０２と磁
場を受けるレシーバ巻線１０４とを含む。レシーバ巻線
１０４は複数の左右対称のループを有する。レシーバ巻
線１０４の受けた磁場を受動部材１１４が遮蔽すると、
レシーバ巻線１０４に結合された電子回路が２部材間の
相対的位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁場によって誘導
される電流信号を用いて、２つの部材間の移動量または
位置を検知する、誘導電流を用いた位置検出トランスデ
ューサに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、様々な移動量または位置検出トラ
ンスデューサが利用されており、そのほとんどのものは
線形移動量、回転移動量、または角移動量を検知するこ
とができる。光学式トランスデューサは一般的には走査
ユニットと、格子が設けられたガラススケ−ルとからな
る。走査ユニットは通常、光源と、光を平行にするコリ
メータレンズと、インデックス格子のついた走査レチク
ルと、光検出器とを含む。スケ−ルは走査ユニットと相
対的に移動し、スケールの格子線は周期的な光の変動を
生じるインデックス格子の格子線またはスリットと交互
に一致する。光強度の周期的な変動は光検出器によって
電気信号に変換され、この信号を処理して移動量または
位置を求める。光学式トランスデューサは、特にレ−ザ
光源を用いた場合は、非常に高精度に位置測定ができ
る。

【０００３】現段階では、エンコーダを使用するメーカ
の大半は、特別な汚染防止検査室を設けることを嫌い、
効率向上のために手持ち式のエンコ−ダあるいは工場の
床に設置する型の器具を使用することを望んでいる。し
かし光学式トランスデューサは汚染物に敏感なため、ほ
とんどの使用環境または作業場での使用は現実的には不
可能である。従って、光学式トランスデューサをごみや
油から保護するために、高価で、かつその割には信頼性
に欠ける環境封止または他の方法によって、光学式トラ
ンスデューサをシールドケースに収納する必要がある。
さらに、光源はかなり大きな電流が必要な場合が多いた
め、電池を電源とする測定器具（手持ち式エンコ−ダな
ど）には光学式トランスデューサを用いることができな
い。

【０００４】これに対して容量型トランスデューサは、
電流をほとんど消費しないため電池を電源とした測定器
具で用いるのに適している。容量型トランスデューサは
平行プレートからなるキャパシタを用いて動作する。ト
ランスミッタおよびレシーバは固定部材に位置決めさ
れ、適切な電圧発生回路と読み出し回路とにそれぞれ接
続される。トランスミッタおよびレシーバのプレートは
平行プレートからなるキャパシタの一方のプレートを形
成し、他方のプレートは互いに間隔をもって設けられた
複数のプレート片を含む可動部材またはスケールからな
る。スケ−ルは固定部材に対して相対的に移動するの
で、トランスミッタとレシーバとが設けられたプレート
は、それらのプレート間を通過する前記スケール中の各
プレート片を介して互いに容量結合される。読み出し回
路はスケール中のプレートが移動する時にレシーバプレ
ートの電圧の変化を検出する。

【０００５】しかし容量型トランスデューサは、固定部
材のプレートとスケ−ルのプレートとの間に小さなギャ
ップを必要とする。この小ギャップは移動時の変動を非
常に小さく抑えなければならず、製造コストを上昇させ
てしまう。加えて、容量型トランスデューサは汚染物
質、特に、油のような誘電性の流体に敏感である。従っ
て、光学式トランスデューサと同じく高価だが信頼性に
欠ける封止が少なくとも必要である。

【０００６】磁気トランスデューサは、油、水、または
その他の流体による汚染物質の影響を受けない。磁気ト
ランスデューサ（Ｓｏｎｙ製の「Ｍａｇｎｅｓｃａｌ
ｅ」（商標）ｅｎｃｏｄｅｒｓなど）は、磁場を検出す
る読み出しヘッドと、周期的な磁気パタ−ンで周期的に
磁化される強磁性スケ−ルとを用いる。読み出しヘッド
は、スケ−ルの移動量に伴って磁気スケ−ルパタ−ンの
磁場の変化を検知して位置を求める。磁気トランスデュ
ーサは微粒介在物、特に磁化されたスケールに吸引され
る強磁性粒子の影響を受ける。このため、磁気トランス
デューサもやはり容量型トランスデューサおよび光学式
トランスデューサと同じく、封止、密封、または他の方
法でごみから保護して、効率を下げないようにしなけれ
ばならない。

【０００７】誘導型トランスデューサは、油、水、およ
びその他の流体、ならびにごみ、強磁性粒子などの影響
を受けない。誘導型トランスデューサ（「ＩＮＤＵＣＴ
ＯＳＹＮ」（登録商標）タイプのトランスデューサな
ど）は、プリント回路基板上に反復形成された一連の平
行なヘアピンカーブなどからなる複数の巻線を一方の部
材上に設け、この巻線がもう一方の部材上の同様の巻線
に変化する磁場を伝える。変化する磁場は第一の部材の
巻線を流れる交流電流によって生じる。これら２つの部
材間の相対的位置が周期的に変化することによって第二
の部材が受け取る信号が変化し、これに対応してその相
対的位置を適当な回路によって求めることができる。し
かしどちらの部材も能動部材であるため、各部材は別々
の回路に電気的にそれぞれ結合しなければならず、製造
および設置コストが高くなってしまう。さらに、ロータ
リエンコーダの場合は、移動部材はスリップリングを介
して接続しなければならず、コストが高くなりエンコー
ダの信頼性が下がる。

【０００８】本発明の発明者が認識しているいくつかの
特許では、汚染物質に影響されず、その上、光学式、容
量型、磁気、または誘導型のトランスデューサよりも安
価に製造することができる、移動量または位置検出トラ
ンスデューサが開示されている。米国特許第４，６９
７，１４４号（発明者ハウブルック）、第５，２３３，
２９４号（発明者ドレオニ）、および第４，７４３，７
８６号（発明者イチカワら）、また、英国特許出願第
２，０６４，１２５号（発明者サッチャー）では、非能
動あるいは非付勢部材と付勢部材との間（永久磁石と読
み出し回路との間など）で位置を検知する位置検出装置
が開示されている。これらの特許で開示されているトラ
ンスデューサは２つの移動部材間の電気的相互接続（誘
導トランスデューサの欠点）を不要とするが、概して光
学式または誘導型エンコーダなどの先行技術のトランス
デューサのような高い精度を得ることはできない。さら
に、かかるトランスデューサ中の非能動部材は、強力な
磁場を発生するように好ましくは強磁性体であるか、ま
たは能動部材によって発生する一定の収束磁場内で移動
する。また、かかるトランスデューサは発生する出力信
号が不連続なため、より広い位置または距離での位置検
出が不正確になる。さらに、かかるトランスデューサは
概して、手持ち式の測定機器またはリニア、ロータリ、
扇形、および他の各タイプの各位置検出トランスデュー
サ等への幅広い応用には不適当である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のことから、
（１）油や強磁性粒子などの汚染物質の影響を受けず、
（２）広範な応用に適しており、（３）正確で、かつ
（４）先行技術のトランスデューサと比べて比較的製造
コストの安価な、移動量または位置検出トランスデュー
サは、発明者らによって未だ認識されていない。従っ
て、現状では、少なくともこれら４つの利点を有するト
ランスデューサはまだ入手できない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の原理に従う、リ
ニアまたはロータリエンコーダ等の高精度の測定（例え
ば、読み出しヘッドにおける変位の解像度および精度が
１０μｍ以上）に用いる誘導トランスデューサは、互い
に相対的に移動する２つの部材を用いる。第１の能動部
材は、第２の受動部材（つまり、外部電源または電気回
路がまったく接続されていない部材）に渦電流を誘導す
る。第１の部材は、磁場を発生させる能動トランスミッ
タと磁場を受ける受動レシーバとの両部材を含む。第２
の受動部材は、第１の部材との相対的位置に応じて、受
け取った磁場に変位を与える。トランスミッタおよびレ
シーバに結合される電子回路は２部材の相対的位置を検
知し、ディスプレイに相対位置を出力する。

【００１１】本発明の誘導トランスデューサは、プリン
ト回路基板技術などを使用して、容易に、かつ安価に製
造できる。第１と第２の部材間のギャップはかなり広く
できるので製造公差を大きくすることができ、一層安価
にトランスデューサを製造できる。さらに本発明のトラ
ンスデューサは、強磁性粒子および油、水、またはその
他の流体などの汚染物質の影響を受けない。このため、
高価な環境封止なしで製造でき、ほとんどの作業場環境
で使用することできる。誘導トランスデューサは、本発
明に従うパルス駆動回路によってほとんど電力を消費せ
ずに済むため、手持ち式の電池を電源とする測定器具に
容易に組み入れることができる。

【００１２】広い意味では、本発明は好ましくは変化す
る磁場を生じる導電性材料からなる第一の線路を含む磁
場源を備えた、移動量または位置検出トランスデューサ
を実現する。磁場の中には導電性材料からなる少なくと
も１つの磁束遮蔽体が配置され、この遮蔽体近辺の磁場
を遮蔽する。薄膜領域内の検知導体は、測定軸に沿った
磁場あるいは磁束内に所定の周期的パターンの磁束検出
領域を形成するように配置され、変化する磁場に応答し
て検知導体の少なくとも１方側を横切って起電力（以
下、ＥＭＦと称す）を受動的に発生する。磁束遮蔽体と
周期的パターンを有する検知導体とは、周期的パターン
の第一の部分が磁束遮蔽体に重なる第一の位置から、周
期的パターンの第二の部分が磁束遮蔽体に重なる第二の
位置へと互いに相対的に移動することができ、こうして
磁束遮蔽体が第一の位置から第二の位置へとＥＭＦを変
化させる。磁束遮蔽体は検知導体の周期的パターンと協
動し、磁束遮蔽体と検知導体の周期的パターンとの測定
軸に沿った継続的相対的な動きに応答して、継続的に変
化する周期的ＥＭＦを検知導体を横切って発生する。

【００１３】検知導体は好ましくは導電性材料からなり
磁場内に配置される複数の第一および第二の交流ループ
として形成される。第一および第二のループはそれぞれ
磁場に応答して第一および第二の信号成分を生成する。
第一および第二のループと遮蔽体とは、互いに相対的に
移動することができる。第一の位置では、第一のループ
は第一の信号成分を得るように遮蔽体に近接し得る。第
二の位置では、第二のループは第二の信号成分を得るよ
うに遮蔽体に近接し得る。第一および第二の信号成分は
遮蔽体に対する第一および第二のループの位置関係を示
す。

【００１４】本発明はまた、磁場を生じる導電性材料の
第一の線路を有する位置検出トランスデューサを実現す
る。この第一の線路はほぼ直線であり、かつ測定軸に概
平行である。導電性材料からなる少なくとも１つの遮蔽
体が磁場内に配置され、この遮蔽体に近接した磁場の一
部を遮蔽する。導電性材料の第二の線路は磁場内に配置
される。第二の線路は測定軸に概平行に位置決めされ、
第一の線路に沿って空間変動を有する。この空間変動
は、第一の線路に近い第二の線路の第一の部分と、第一
の部分より第一の線路に近い第二の線路の第二の部分と
を含む。第二の線路は磁場に応答して１つの継続的出力
信号を発生する。第二の線路および遮蔽体は、第二の線
路の第一の部分が遮蔽体に近い第一の位置から、第二の
部分が遮蔽体に近い第二の位置へと互いに相対的に移動
することができる。第二の線路および遮蔽体は単一の出
力信号値を変化するように互いに相対的に移動すること
ができる。この単一の出力信号は第二の線路の第一およ
び第二の部分の遮蔽体に対する位置を示す。

【００１５】本発明は、油や粒子などの汚染物質の影響
を受けず、多様な応用に用いることができ、正確で、先
行技術のトランスデューサよりも製造コストの安い、高
精度のトランスデューサを提供することによって、先行
技術に固有の問題を解決する。

【００１６】本発明の上記以外の特徴および利点は、添
付の図面とともに以下の好ましい実施形態の詳細な説明
から明らかになると考える。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の誘導トランスデューサ
は、変化する磁場が、磁場内に置かれた金属片または他
の導電性材料に渦電流として知られる循環電流を発生す
るという原理に基づいて動作する。例えば導電性の金属
板を電磁石の両極間に置き、両極間の磁場が時間に伴っ
て変化する場合（電磁石が交流電流で駆動される場合な
ど）、この金属板の任意の閉ループを通る磁束が変化す
る。この結果、閉ループの回りにＥＭＦが誘導される。
この板は導体であるから、生じる渦電流はＥＭＦをこの
板のループに沿った抵抗で除算した値に等しくなる。か
かる渦電流は一般に、変圧器の磁気コアに発生する場合
が多い。変圧器では、渦電流が生じると電力損失を起こ
し、かつ熱を発するので放熱しなければならないため、
渦電流の発生は望ましくない。

【００１８】これに対して本発明では、この渦電流の存
在を有効利用する。図１は本発明に従う誘導トランスデ
ューサの中で電子的に接続される部材であるトランスデ
ューサユニットつまり読み出しヘッド１００を示す。図
１では測定軸３００を規定し、この軸には理解を容易に
するために全図面中で参照番号３００を付す。本明細書
中で「長さ」とは、一般に読み出しヘッド平面中の測定
軸に平行に延びる寸法をさし、「幅」とは測定軸に垂直
に延びる寸法をさす。読み出しヘッド１００はワイヤま
たは巻線からなる少なくとも２本のほぼ平面状の線路で
構成される。トランスミッタ巻線１０２は広い平面ルー
プを形成する。トランスミッタ巻線１０２と実質的に同
じ平面中のレシーバ巻線１０４は、レシーバ巻線に沿っ
てらせん状に配置された複数の隣接した交流ループから
なる。レシーバ巻線１０４は矢印で示す一方方向にジグ
ザグまたは正弦状に敷設され、その後、反対方向の矢印
に沿って反転し、巻線同士が交差して図１に示すように
互いに介挿しあって交流ループ１０６および１０８を形
成する。この代わりに、ループ１０６および１０８はワ
イヤの大きなループを用いてこのループに沿って一定量
ずつ時計回りまたは反時計回りに１８０°ワイヤをひね
って作ることもできる。本発明は以下に説明するよう
に、位置検出に際して滑らかに続く信号を発生する。こ
のように信号が滑らかに続くため、本発明は信号の処理
自体は相対的に簡単なままで、非常に精度の高い測定に
使用できる。

【００１９】こうして得られるレシーバ巻線１０４の交
流ループ１０６および１０８の各々は、隣接するループ
とその巻線方向が異なる。トランスミッタ巻線１０２に
交流電流を与えると、トランスミッタ巻線はその回り
に、かつレシーバ巻線１０４の平面に垂直にその長さに
沿ってはほぼ一定の時間的に変化する磁場を発生する。
レシーバ巻線１０４のループ１０６および１０８を貫通
して垂直に延びる、時間とともに変化する磁場は、レシ
ーバ巻線中にＥＭＦを生じるか、またはレシーバ巻線を
流れる時間とともに変化する電流を発生する。ループ１
０６と１０８とは反対方向を向いているため、変化する
磁場によって図１に「＋」および「−」記号で示すよう
に隣接するループ１０６と１０８との間で反対方向にＥ
ＭＦまたは電流が発生する。レシーバ巻線１０４中で形
成された各ループ１０６および１０８は、好ましくは同
面積の平面を実質的に囲んでいる。従って、レシーバ巻
線１０４の「＋」ループ１０６の数が「−」ループ１０
８の数と同じで、かつレシーバ巻線がその長さ沿いには
ほぼ一定の磁束を受けると、変化する磁場はレシーバ巻
線中で結果的にゼロのＥＭＦを誘導する。つまり、例え
ば「＋」ループ１０６によって時計回りの方向に発生す
る時間とともに変化する総電流量は、「−」ループ１０
８によって反時計回りの方向に発生する時間とともに変
化する総電流量と等しいため、これらの電流同士は相殺
されるのである。

【００２０】もし導電性の物体を読み出しヘッド１００
に近づけると、トランスミッタ巻線１０２によって発生
した変化する磁場が導電性の物体に渦電流を誘導し、こ
の電流が次に物体から磁場を生じ、この磁場は変化する
トランスミッタの磁場と反作用する。このためレシーバ
巻線１０４が受ける磁束が変えられるか、または遮蔽さ
れて、レシーバ巻線に非ゼロＥＭＦ信号を出力させる。
この結果、導電性の物体が「＋」ループ１０６と「−」
ループ１０８との間を移動すると、レシーバ巻線１０４
の出力端子Ｖ⁺およびＶ^-で測定される電圧は極性を変
化させる。

【００２１】２つのループ間の測定距離、または１つの
ループの半分から次のループの半分までの測定距離（例
えば、ループ１０６の半分からループ１０８を通って、
次のループ１０６の半分まで）は、トランスデューサの
ピッチまたは波長１１０として規定される。読み出しヘ
ッド１００に沿って導電性の物体が移動すると、トラン
スミッタ巻線からの変化する磁場によってこの導体中に
渦電流が発生する。渦電流は導体に近いトランスミッタ
の磁場を減衰させる反転磁場を発生する。もし導体がレ
シーバ巻線１０４に近接して測定軸３００に沿って位置
決めされる場合、レシーバ巻線からの信号出力の交流振
幅は、ループ１０６および１０８の周期的な変化ならび
に導体による伝達磁場の局所的遮蔽のために、波長１１
０に従って継続的かつ周期的に変化する。レシーバ巻線
１０４からの出力信号は、レシーバ巻線に対する導体の
移動量に応答して滑らかな継続した正弦形状であること
が好ましい。このような継続したレシーバ出力信号は、
ループ１０６と１０８とが互いにすぐ隣同士であること
により、または、かかるループの相互関係位置および図
２５のところで説明する遮蔽体の空間配置により生じ
る。この様に継続して検出した信号によって、測定軸３
００に沿った延伸距離に対して正確な位置読み出しがで
きる。

【００２２】導体の長さが波長１１０と同じならば、導
体はループ１０６および１０８に対して同面積ずつトラ
ンスミッタの磁場を遮蔽する。この結果、レシーバ巻線
１０４からの出力信号の振幅は名目上ゼロになり、導体
のループ１０６および１０８に対する相対的位置の影響
を受けなくなる。こうして検出信号が消失してしまうた
め、導体の長さは波長１１０の長さに等しくないことが
求められる。一般に、導体の長さ半波長の奇数回分に近
い長さであり得るが、波長の偶数回分に対応する導体の
部分の長さは信号に寄与しないため、半波長より長い導
体長は大きな信号を発生するためには無用である。

【００２３】導体長が波長１１０と等しくない場合は、
ほとんどの位置において、遮蔽されるループ１０６およ
び１０８の面積は同じではなく、信号出力は導体とルー
プとの相対的位置の影響を受ける。導体長がループ１０
６および１０８よりかなり短い、またはかなり長い場合
は、信号出力の振幅は弱く、高い精度を達成することは
難しい。信号出力の振幅が大きく、導体の位置にもっと
も敏感になるのは、導体の長さが波長１１０の約半分の
長さの時（つまり、導体をループ１０６または１０８と
ちょうど一致して位置決めできる時）である。この結
果、本発明では、波長１１０の半分の長さに等しい導体
を用いることが好ましい。

【００２４】レシーバ巻線１０４のループ１０６および
１０８はトランスミッタ巻線１０２から所定距離だけ間
隔を空けて設置されるのが好ましい。トランスミッタ巻
線１０２の発生する磁場の強度は、トランスミッタ巻線
からの距離の関数として急速に減衰することが実験から
証明されている。だが、実験では、トランスミッタ巻線
１０２から一定の距離を空けたところの磁場は安定また
はほぼ均一になる傾向があることも示されている。磁場
が均一になる距離は巻線の形状と関係がある。従って、
本発明の誘導トランスデューサの精度を高めるために
は、レシーバ巻線１０４のループ１０６および１０８を
トランスミッタ巻線１０２に近接させて、ただし磁場が
より均一に近くなる距離だけ離して配置することが好ま
しい。

【００２５】本発明の誘導トランスデューサを用いるリ
ニアエンコーダ用として、図２にほぼ平面状の通常は移
動しない受動部材つまりスケール１１２を示す。このス
ケール１１２は複数の磁束遮蔽体または導電プレート１
１４を含み、この導電プレート１１４は支持部材つまり
基板１１６に設置される。導電プレート１１４は非常に
導電率は高いが磁性がなく、強磁性粒子は吸引しないも
のが好ましい。導電プレート１１４の長さは好ましくは
波長１１０の半分に等しく、１波長ピッチで配置され
る。スケール１１２の長さが読み出しヘッド１００より
長い場合は、スケール１１２の長さがリニアエンコーダ
の測定範囲を規定することになる。スケール１１２は図
３（Ａ）に示すように手持ち式エンコーダ１１８に用い
ることができる。この手持ち式エンコーダ１１８につい
ては以下に詳述するが、これはスケール１１２と読み出
しヘッド１００を収容するトランスデューサハウジング
１２２とを備える。

【００２６】本発明の鍵となるのは、遮蔽体がない場合
は出力を名目上０にするために「＋」ループ１０６と
「−」ループ１０８とを正確にバランスをとって交互に
配置させ、同時に各出力に連続的な信号を発生させると
いうことであり、これによりＳＮ比を高くして高精度の
測定を可能にできる。従って、本発明の改善された精度
の高さは、本明細書中で開示する読み出しヘッド１００
とスケール１１２との設計原理および形状に依存する。
さらに、本発明独自の設計原理および形状に基づく本発
明のトランスデューサは読み出しヘッドの幅（つまり測
定軸３００に垂直方向）に沿った非均一なトランスミッ
タの磁場の影響を大幅に削減し、かつ平衡された「差検
出」機能によって外部からの磁場を「共通モード」エラ
ーとして除去する。本発明のトランスデューサの精度の
高さは、以下の詳細な説明から理解できるように、読み
出しヘッド１００およびスケール１１２の注意深い設計
および構造によるところが大きい。

【００２７】図４（Ａ）ないし図４（Ｃ）は、本発明の
誘導トランスデューサを用いるリニアエンコーダの動作
の一例を示す。スケール１１２およびそのプレート１１
４（図中、点線で示す部分）がトランスミッタ巻線１０
２とレシーバ巻線１０４とに対して移動すると、プレー
トのバーはすべての「＋」ループ１０６またはすべての
「−」ループ１０８を交互に覆うか、またはループに近
接する。図４（Ａ）では、プレート１１４はレシーバ巻
線１０４のすべての「−」ループ１０８に近接または
「オーバラップ」している。トランスミッタ巻線１０２
がプレート１１４に誘導結合してプレート１１４に渦電
流を発生すると、プレートは「−」ループ１０８を通る
トランスミッタの磁場と反作用する磁場を発生する。従
って「−」ループ１０８は、トランスミッタの磁場から
の磁束を完全に受け取る「＋」ループ１０６よりも誘導
するＥＭＦが少ない。つまり、この実施形態ではレシー
バ巻線１０４は結果的に「正」極性のＥＭＦ電流または
電圧を出力に発生する。この出力信号は、トランスミッ
タ巻線１０２が時系列的に変化する磁場を発生するた
め、時間の経過に伴って変化する。時系列的に変化する
出力信号の振幅および極性を入力信号のものと比較する
と、読み出しヘッド１００とスケール１１２との位置関
係がわかる。図４（Ｃ）は読み出しヘッド１００に対す
るスケール１１２の位置によって出力信号の振幅がどの
ように変化するかの一例を示す。図４（Ｃ）の波形の初
期ピーク値は図４（Ａ）のレシーバ巻線１０４のＶ⁺お
よびＶ^-端子から出力される「正極性の」振幅の例であ
る。ここで「極性」とは時系列的に変化する出力信号の
入力信号に対する時間位相を意味し、入力信号と同位相
または逆位相（つまり１８０゜位相がずれている）のど
ちらかである。

【００２８】図４（Ａ）と反対に、図４（Ｂ）に示すよ
うにスケール１１２のプレート１１４が「＋」ループ１
０６に重なるように移動すると、各バー中に生じる誘導
電流は「＋」ループ１０６を通るトランスミッタ磁場の
磁束と反作用する。このため、「−」ループ１０８は
「＋」ループ１０６よりも大きなＥＭＦを誘導する。つ
まり、レシーバ巻線１０４は結果的に「負」極性のＥＭ
Ｆ電流または電圧を出力に発生する。図４（Ｃ）の波形
の初期の谷値は図４（Ｂ）のレシーバ巻線１０４のＶ⁺
およびＶ^-端子からの負極性の振幅の出力の例である。

【００２９】プレート１１４が図４（Ａ）に示すように
「−」ループ１０８と完全に重なると、得られる出力信
号は図４（Ｃ）の波形の各ピーク値部分で示す正の最大
振幅を持つ。反対に、プレート１１４が図４（Ｂ）に示
すように「＋」ループ１０６と完全に重なると、得られ
る出力信号は図４（Ｃ）の波形の各谷値部分で示す負の
最大振幅を持つ。プレート１１４が図４（Ａ）に示す位
置から測定軸３００に沿って図４（Ｂ）に示す位置まで
移動するとき、プレートが「＋」ループ１０６および
「−」ループ１０８のそれぞれのちょうど半分の面積に
重なると図４（Ｃ）の波形の振幅は値０まで減少する。
この後、プレート１１４が図４（Ｂ）に示す位置により
近くなると、レシーバ出力信号の振幅の負の値が増加し
ていく。

【００３０】レシーバ巻線１０４のＶ⁺およびＶ^-端子
に結合される適当な回路（これについては後ほど説明す
る）が、レシーバ巻線１０４からの出力信号の変化（つ
まり電流または電圧の変化）をサンプリングして、この
誘導電流位置検出トランスデューサのスケール１１２に
沿った直線距離を計算する。

【００３１】本発明のリニアスケール１１２、読み出し
ヘッド１００、またはその他のエンコーダ装置は、従来
の技術を用いて容易に製造可能である。たとえば、公知
のプリント回路基板技術を用いて、プリント回路基板
（剛性または可とう性のある基板）上にトランスミッタ
巻線１０２およびレシーバ巻線１０４を形成して読み出
しヘッド１００を製造できる。この場合、レシーバ巻線
１０４の遷移点または交差点におけるショートを避ける
ために、レシーバ巻線１０４同士が交差するループ１０
６と１０８との遷移点には適当な絶縁が必要である。

【００３２】スケール１１２も同様の公知のプリント回
路基板技術を用いて製造でき、この場合プリント回路基
板１１６上に薄い銅箔バーを配置してプレート１１４を
形成する。プレート１１４は銅の代わりにアルミニウ
ム、クロム、銀、または金などの導電性の高い材料で形
成することもできる。典型的な印刷回路基板はグラスフ
ァイバ強化プラスチック（ＦＲ４材料など）を使用す
る。このスケール１１２の寸法上の安定性（熱膨張、熱
収縮など）が本発明の全体的精度を左右する。従って、
高精度の応用にはガラス、水晶、鋼、アンバー、または
セラミックなどのより安定性の高いスケール基板１１６
が望ましい。鋼およびアンバーは導電性はあるがその導
電率が銅の導電率より大幅に低い。このため、銅プレー
ト１１４と鋼またはアンバー基板１１６との間の導電率
の差がレシーバ巻線１０４に十分なコントラストを与
え、スケール１１２が読み出しヘッド１００に対して移
動すると変化する出力を発生する。基板１１６となる可
とう性のある金属テープにこのテープとは異なる金属の
１枚以上のプレート１１４をラミネートまたは接着する
ことが有用な場合もある。例えば、プレート１１４を接
着した金属テープを位置測定を必要とする設備に取り付
ける場合などである。この代わりに、金属テープを引き
込み型または巻き込み型にして、所定の測定過程では現
在使用されていない金属テープの部分を収納することも
できる。

【００３３】このようにプレート１１４はプリント回路
基板１１６上に配置でき、プリント回路基板１１６の寸
法安定性は鋼やその他の寸法安定性のある基板またはサ
ポートに取り付けることで向上させることができる。例
えば、図３（Ｂ）に実質的に示すように、銅板１１４を
配置したプリント回路基板１１６は接着剤で鋼のサポー
ト１２４に取り付けられる。この図の構造では、プリン
ト回路基板１１６は銅プレート１１４が鋼サポートの上
面に重なるように鋼サポート１２４に取り付けられる。
このため非導電性材料であるプリント回路基板１１６が
トランスミッタ巻線１０２およびレシーバ巻線１０４を
電気的ショートから保護する。またプリント回路基板１
１６は銅プレート１１４がトランスミッタ巻線１０２お
よびレシーバ巻線１０４を腐食するのを防止する。プリ
ント回路基板１１６は、レシーバ巻線１０４と銅プレー
ト１１４との間の距離またはギャップ１２７が相対的に
小さくなるように、非常に薄い方が好ましい。

【００３４】図３（Ｂ）に示すように、トランスミッタ
巻線１０２とレシーバ巻線１０４とは取付部材つまりプ
リント回路基板１２６上に同じように配置される。トラ
ンスミッタ巻線１０２とレシーバ巻線１０４とは絶縁材
料からなる保護層（図示せず）で覆って腐食を防ぎ、か
つ他の面および互いの面同士が電気的に接触しないよう
にする。プリント回路基板１２６の反対側は、トランス
ミッタ巻線１０２を駆動し、かつレシーバ巻線１０４か
ら出力信号を受け取る回路（参照番号１２８、以下に詳
述）を保持する。手持ち式エンコーダのハウジング１２
２はプリント回路基板１２６を保持し、かつスケール１
１２を摺動可能に保持する。

【００３５】スケール１１２に固体プレート１１４を用
いる代わりに、短絡させたワイヤループを用いることが
できるという実験結果が示されている。スケールの他の
実施形態として、図５（Ａ）にワイヤループを用いたス
ケール１３０を示す。本明細書中では、この実施形態を
含め他の実施形態はどれも上記の第一の実施形態と同様
であり、構造が同じすべての要素には同じ参照番号を付
す。従って、以下では構造の違いだけを議論していく。

【００３６】スケール１３０は基板１１６上に容易に配
置できる短絡ワイヤループ１３２を含む。スケール１３
０の短絡ワイヤループ１３２は変化するトランスミッタ
磁場によってループ内に渦電流ではなくて二次電流を発
生する。この二次電流はトランスミッタの磁場と反対の
磁場をつくる。従って、ループ１３２はレシーバ巻線１
０４のループ１０６および１０８を通る磁束を消磁し
て、変化する出力信号を発生するのに有効である。この
ようにループ１３２は渦電流と同じ働きをするので、説
明上、この二次電流も本明細書では渦電流と呼ぶ。実験
によれば、固体プレート１１４はループ１０６および１
０８を通る磁束を短絡ループ１３２よりも多く遮蔽する
ことが示されている。このため、レシーバ巻線１０４か
らの信号の強度は固体プレート１１４を用いる場合の方
が大きいため、本発明では固体プレート１１４を使用す
るのが好ましい。

【００３７】本発明ではプレート１１４またはループ１
３２として示された形状以外の遮蔽要素のレイアウトを
使用することも可能である。さらに、磁束遮蔽体１１４
の導電率が支持部材１１６の導電率と動作上異なるなら
ば、支持部材１１６は製造上の要件に合わせて導電性で
あってもなくてもどちらでもよい。この代わりに、モノ
リシックな金属部材１１６を支持部材１１６として用
い、磁束遮蔽体は粒子の構造、化学的組成、もしくは機
械的均一性（つまり支持部材中の割れや機械的切れ目の
こと）を変えるさまざまな方法によって、または支持部
材上に異なるタイプの金属層を加えるかめっきすること
によって区割形成することができる。

【００３８】例えば、図５（Ｂ）に示すスケール１３３
は、支持部材１１６と実質的に同じ材料からできた遮蔽
体１１４を含む。遮蔽体１１４は表面に輪郭を形成する
プロセスなどによって支持部材１１６の隆起または突出
した部分として形成できる。遮蔽体１１４は読み出しヘ
ッド１００と相対して配置した場合に、このスケール１
３３の支持部材１１６よりループ１０６および１０８に
近接することで支持部材１１６と区別される。このため
支持部材よりも遮蔽効果が高くなって導電性の差に匹敵
するような効果を与え、スケール１３３はスケール１１
２とほぼ同じ態様で動作できるようになる。

【００３９】この代わりに、図５（Ｃ）に示すスケール
１３４のように、２つの導電率を持つ金属層を交互に貼
りあわせるか、または導電性と非導電性の層を貼りあわ
せて形成することもできる。相対的に導電性の高いプレ
ート１１４は陰影を施した端面によって示され、支持部
材１１６はプレート１１４間をつなぐ相対的に導電率の
低い材料からなる間隔保持用または接合用の部材であ
り、これらのプレートと支持部材とで材料の交互の積み
重ねを形成する。このような構造を持つ特殊なケースと
しては、１１４および１１６の貼りあわせを用いてリニ
アモータの１つの作動要素を形成することができる。

【００４０】本発明では、他のレイアウトまたは形状の
レシーバ巻線１０４を用いても、やはり適切な結果を得
ることができる。図６（Ａ）ないし図６（Ｄ）はそれぞ
れ異なる読み出しヘッドのレイアウト１３６ないし１３
９を示す。それぞれのレイアウトはレシーバ巻線１０４
の３周期分を示す。図中の矢印は各読み出しヘッド１３
６ないし１３９のレシーバ巻線１０４の巻線の方向を示
す。重要な点は、レシーバ巻線１０４は遮蔽体の移動に
応答して継続した出力を発生し、かつトランスミッタ巻
線１０２の発生する磁場は遮蔽体がない場合にレシーバ
巻線に結果的に０の出力信号を発生させるためバランス
がとれていることである。読み出しヘッド１３６ないし
１３９の利点は、巻線同士は重なり合わないためスルー
ホールの数を最低限に抑え、かつ大半の領域で絶縁層な
しでプリント回路基板上に１枚の層として配置できるこ
とである。その代わり、レシーバ巻線１０４の入力端に
はたった１つだけ絶縁またはスルーホール（いわゆる経
由点）が必要な交差箇所がある。読み出しヘッド１００
（図１）ではレシーバ巻線１０４は別々の層上で交差し
なければならず、層同士はループごとに経由点によって
電気的に相互接続しなければならない。層および経由点
の数が多いと製造コストが上がるため、読み出しヘッド
１３６ないし１３９は製造コストを安く抑えられる。

【００４１】読み出しヘッド１３６ないし１３９の欠点
は、読み出しヘッドがレシーバ巻線１０４の測定軸３０
０回りに回転した場合の不整列（ロール不整列など）に
よって、例えば「＋」ループ１０６が「−」ループより
スケール１１２近くに位置されることで、平衡のとれて
いない信号を出力させ、測定エラーを生じさせる可能性
があることである。しかし矩形のレシーバ巻線１０４を
有する読み出しヘッド１３６はこのような不整列の影響
を受けない場合が多い。

【００４２】これらの読み出しヘッド１３６ないし１３
９は、レシーバ巻線１０４、スケール１１２およびその
他のスケールならびに巻線と同じく、本発明の性能に実
質的に影響を与えることなく、サイズを変更することが
可能である。しかし、レシーバ巻線１０４からの信号出
力は、トランスミッタ巻線１０２によって生じた強力な
磁場と比べると弱い。従って、読み出しヘッドの全体的
なサイズは変えてもよいが、ループ１０６と１０８との
面積は信号オフセットを生じない、すなわち実質ノイズ
０の信号となるように正確にバランスをとらなければな
らない。信号オフセットの発生につながる製造公差やそ
の他の製造上の制約を補償するために、ループ１０６お
よび１０８のサイズおよび形状はレシーバ巻線１０４か
らの出力と「同調する」ように変更することができる。
また、特定の正弦状の位置信号を必要とする場合は、受
けとった磁場を空間周波数フィルタにかけて高調波ひず
みを減らすように形状および波長を選択することができ
る。注記しておくが、本明細書中で用いる「ループ」と
は、図１および図６（Ａ）ないし図６（Ｄ）に示すレシ
ーバ巻線のループ１０６および１０８として囲まれた、
円形、矩形、台形、三角形、および正弦状領域等の実質
的に囲まれている領域をさす。

【００４３】本発明の誘導トランスデューサはこれまで
議論した読み出しヘッドおよびスケールよりさらに単純
化することができる。図７（Ａ）に本発明の誘導トラン
スデューサの他の実施形態をトランスデューサ２５０と
して示す。トランスデューサ２５０はトランスミッタ巻
線１０２とレシーバ巻線１０４とを含む。レシーバ巻線
１０４は、その長さに沿って図７（Ａ）に示すジグザグ
パターンのように空間が変化した１本の導電線路からな
る。レシーバ巻線１０４は測定軸３００と概平行に延
び、トランスミッタ巻線１０２および測定軸に関してそ
の長さに沿って空間的に変化している。レシーバ巻線１
０４の自由端には復帰線路つまり測定リード１４０が結
合されており、レシーバ出力信号の出力線路（図７
（Ａ）のＶｏｕｔなど）となる。この誘導トランスデュ
ーサ２５０は、測定リード１４０がかなり長く、かつレ
シーバ巻線１０４に近接していない「非ループ状」レシ
ーバを有するトランスデューサと考えることができる。
ただしレシーバ巻線に沿って誘導ＥＭＦを測定したい場
合はレシーバ巻線１０４を閉じなければならず、非ルー
プ状レシーバパターンではなくなる。

【００４４】トランスミッタ巻線１０２は測定軸３００
と概平行で、レシーバ巻線１０４に近接している１本の
直線導電線路を有し、図７（Ａ）では端子Ｖｉｎで適当
な駆動回路に接続されている。トランスミッタ巻線１０
２は測定リード１４０のついたレシーバ巻線１０４を通
る磁場および磁束を発生する。この磁束の一部、つまり
スケール１１２の位置の影響を受ける磁束の部分は信号
の発生に有用である。レシーバ巻線１０４はその長さに
沿って空間的に変化しているため、トランスミッタ巻線
１０２とレシーバ巻線１０４との間の距離は一定ではな
い。つまり、スケール１１２が測定軸３００沿いに移動
すると、プレート１１４はレシーバ巻線１０４の空間的
に変化している部分が受け取る磁束に影響を与える。説
明を簡単にするために、図７（Ａ）にはスケール１１２
のプレート１１４のうち１枚だけを示す。

【００４５】測定リード１４０のついたレシーバ巻線１
０４はトランスミッタの磁場が広がる不必要に広い領域
を形成するため、磁場によって発生する検出信号に対し
て磁場からの直接クロストークが異常に大きい。このよ
うにクロストークが非常に大きいと、図７（Ｂ）に有用
な出力信号１４１で示すように有効な変調用のダイナミ
ックレンジを減らしてしまう。この図では関連したプリ
アンプ回路（図示せず）の利用可能な最大ダイナミック
レンジはＶ_maxで示す。図７（Ｂ）に破線１４１’で示
すトランスミッタ巻線１０２からの直接クロストーク
は、プリアンプによる検出信号１４１の増幅を制限す
る。検出信号１４１はプレート１１４の位置に応じた緩
やかな変動を示している。直接クロストーク信号１４
１’が検出信号１４１に加わることにより、信号１４１
を増幅する回路の能力が下がる（プリアンプ回路のダイ
ナミックレンジ（Ｖ_max）によって限定されるよう
に）。

【００４６】図８（Ａ）は、測定リード１４０をレシー
バ巻線１０４に近接させ、かつ測定軸３００に平行に配
置することによってトランスミッタ巻線１０２からの直
接クロストークを低減し、これにより磁場が広がる領域
を減らす他の実施形態の誘導トランスデューサ２６０を
示す。こうしてできるレシーバ巻線１０４は図６（Ｃ）
に示す読み出しヘッド１３８と同様である。図８（Ｂ）
には、このレシーバ巻線１０４から生じるより変動（変
調）の大きな出力検出信号１４１を示す。直接クロスト
ーク信号１４１’は図（７）Ｂに示す信号と比べて大幅
に低減されている。

【００４７】誘導トランスデューサ２６０のレシーバ巻
線１０４は、図９（Ａ）に示す他の実施形態の誘導トラ
ンスデューサ２７０のように、直接クロストーク信号１
４１’を取り除くように変調可能である。誘導トランス
デューサ２７０中のレシーバ巻線１０４は、レシーバ巻
線１０４の中心軸を通り、かつ測定軸３００に平行に測
定リード１４０を設置する。このため、図９（Ｂ）に示
す検出信号１４１には直接クロストーク信号１４１’は
まったく含まれない（ただし磁場がレシーバ巻線全体に
均一になるようにレシーバ巻線１０４をトランスミッタ
巻線１０２から十分離して設置する場合）。検出信号１
４１はプリアンプ回路の最大および最小ダイナミックレ
ンジ（図９（Ｂ）のＶ_maxおよびＶ_minで示す）によっ
てのみ制限される。

【００４８】誘導トランスデューサ２７０をさらに改良
するために、図１０（Ａ）にはさらに他の実施形態の誘
導トランスデューサ２８０を示す。この誘導トランスデ
ューサ２８０のレシーバ巻線１０４ａは、レシーバ巻線
の中心軸に沿ってジグザグに、かつ測定軸３００に平行
に延び、その後、中心軸で測定リード１４０ａに沿って
戻る。第二のレシーバ巻線１０４ｂも同様に、レシーバ
巻線１０４ａと共軸的にジグザグパターンで延びるが、
ただしレシーバ巻線１０４ａとは空間位相が逆である。
第二のレシーバ巻線１０４ｂは中心軸で第二の測定リー
ド１４０ｂによって第一のレシーバ巻線１０４ａと電気
的に結合される。

【００４９】測定リード１４０ｂは測定リード１４０ａ
と平行かつ近接して延び、互いに電気的に接続されてい
て、互いにすぐ隣に隣接して配置されて磁場をまったく
捕らえないため、これらの測定リードは省略することが
可能である。この結果、図１０（Ｂ）に示すように、誘
導トランスデューサ２８０の測定リード１４０ａおよび
１４０ｂを省略した他の誘導トランスデューサ２８２に
することができる。ここではレシーバ巻線１０４ａおよ
び１０４ｂは、トランスミッタ巻線１０２がレシーバ巻
線列を通る中心軸の両側に対称な磁場を発生しない場合
であっても、直接クロストーク信号１４１’の影響のま
ったくない検出信号１４１を出力する。誘導トランスデ
ューサ２８２のレシーバ巻線１０４ａおよび１０４ｂ
は、レシーバ巻線１０４ｂがレシーバ巻線１０４ａの測
定リードとなり、またこの逆の場合もあるので測定リー
ドが不要であり、効率がよい。

【００５０】図１０（Ｃ）にはさらに他の実施形態の誘
導トランスデューサ２８４を示す。この図からわかるよ
うに、レシーバループ１０４ａおよび１０４ｂがトラン
スミッタループ１０２の中に設置される場合は、対称的
なトランスミッタ磁場が得られる。測定リード１４０ａ
および１４０ｂが取り除かれているため、レシーバ巻線
１０４ａおよび１０４ｂは１本のレシーバ巻線１０４と
なっている。トランスミッタ巻線１０２の両長手線路が
均等に能動化される（つまりレシーバ巻線１０４に直接
働きかける磁場を発生できる）ため、このトランスミッ
タ巻線１０２は誘導トランスデューサ２５０、２７０、
２８０、および２８２のものよりも効率がよい。また、
トランスミッタ巻線１０２つまり読み出しヘッドの幅も
狭い。こうしてできる誘導トランスデューサ２８４は図
４（Ａ）および図４（Ｂ）で説明したトランスデューサ
と同じである。

【００５１】読み出しヘッド１３８（および読み出しヘ
ッド１３６、１３７、１３９）のレシーバ巻線１０４
は、ループの巻線の向き（「−」ループ１０６と「＋」
ループ１０８で示す）が反対になるように２つのレシー
バ巻線のループを直列接続することにより、直接クロス
トーク信号１４１’を取り除く。こうして直接クロスト
ーク信号は消え、同時に変調検出信号が２倍の大きさに
なる。この配列は、トランスミッタ巻線１０２が発生す
る磁場がレシーバ巻線と共軸の中心軸について対称であ
り、かつスケール１１２の方向（つまり測定軸３００）
に平行である場合は、うまく作用する。かかる配列を作
るには、レシーバ巻線１０４のループ１０６および１０
８をトランスミッタ巻線１０２の中心に設置して、読み
出しヘッド１３６ないし１３９に示すように対称な磁界
を発生させる。

【００５２】読み出しヘッド１３６ないし１３９のよう
に直接クロストーク信号１４１’を取り除くのではな
く、各レシーバループ信号を別個に増幅し、それらの振
幅を復調し、その後、直接クロストーク信号を減じる
（復調後の直流信号除去）ように読み出しヘッドを構成
してもよい。このように直接クロストーク信号１４１’
を取り除かない場合は検出信号１４１からキャリヤを取
り除かなくてすむため、単純な振幅検出回路を用いるこ
とができるという利点がある。読み出しヘッド１３６な
いし１３９、および本明細書中で取り上げる読み出しヘ
ッドの大半は、より複雑な同期検出回路が必要である
（これについては以下に詳述する）。反対に直接クロス
トーク信号１４１’を排除しないことの欠点は、クロス
トークがプリアンプ段と検出段との両者に関連し、また
両段の処理性能に差があるために精度が下がるおそれが
あることである。

【００５３】トランスミッタ巻線１０２によって囲まれ
る領域は、レシーバ巻線１０４を囲むのと同じ位小さい
方が好ましい。しかしトランスミッタ巻線１０２の長さ
は図１１に示すようにスケールの波長１１０の整数倍で
あるのがよい。こうすればトランスミッタ巻線上の負荷
がスケールの位置と関係なくなるからである。この結
果、トランスミッタ巻線１０２は常に同数のプレート１
１４に誘導結合する。

【００５４】トランスミッタ巻線１０２によって生じる
トランスミッタ磁場は、その端部において不均一さが最
大となる。先に述べたように、プレート１１４の遮蔽効
果によって発生するレシーバ巻線１０４からの信号出力
は、トランスミッタ巻線１０２によって発生する強力な
トランスミッタ磁場よりも弱いため、ＳＮ比を改善する
にはトランスミッタ磁場の影響を平衡させることが重要
である。従って、レシーバ出力信号中にノイズを混入さ
せる、トランスミッタ巻線とレシーバ巻線との間で特に
端部で発生することの多い邪魔な「不均衡な」クロスト
ークをすべて排除することが望まれる。このような非対
称性および端部におけるエッジ効果を低減するために、
トランスミッタ巻線１０２の端部を１４２で示すように
テーパ付けすることが好ましい。同様に、図１２（Ａ）
および図１２（Ｂ）に示すようにレシーバ巻線１０４の
端部１４４も、読み出しヘッド面の軸を中心に測定軸３
００に垂直にテーパ付けして、トランスミッタ巻線１０
２と同じように端部あるいはエッジ効果を抑えて、読み
出しヘッドの誤整列によるヘッドの傾きに対する感度を
下げてもよい。さらに、トランスミッタ巻線１０２の端
部１４２はレシーバ巻線１０４（図１０のブロック１０
４の陰の部分）より少なくとも１波長１１０分だけ余計
に延びる方が好ましい。

【００５５】図１３に示す改良した読み出しヘッド１５
０は、スケールの波長１１０の４分の１ずつ互いに間隔
を空けて配置される２つのレシーバ巻線１０４と１０
４’とを備える。第二のレシーバ巻線１０４’は第一の
レシーバ巻線１０４とスケール波長１１０の４分の１だ
けずれて重なり、レシーバ巻線１０４’の各「＋」ルー
プ１０６’はレシーバ巻線１０４の「＋」ループ１０６
の一部と「−」ループ１０８の一部とに重なっている。
同様に、レシーバ巻線１０４’の各「−」ループ１０
８’はレシーバ巻線１０４の「＋」ループ１０６の一部
と「−」ループ１０８の一部とに重なっている。巻線１
０４を巻線１０４’から電気的に分離するために、絶縁
または交差経由点が適切に敷設されている。４分の１波
長ずつ離れているため、レシーバ巻線１０４と１０４’
とは直角位相であり、このためレシーバ巻線からの信号
出力の位相は測定軸３００沿いの変位によって生じる信
号周期に対して９０゜（つまり波長１１０の４分の１）
ずれている。この結果、以下に説明する回路によって、
レシーバ巻線１０４および１０４’からの各信号の遷移
を検出し、これらの遷移を比較すればスケール１１２の
読み出しヘッド１５０に対する移動方向を求めることが
できる。図１３に示す読み出しヘッドからの出力信号Ｓ
１およびＳ２の振幅は、スケール１１２と読み出しヘッ
ド１５０との相対位置に伴って正弦状に変化する。この
ように、以下に説明する回路は次の式（１）によってス
ケール１１２に対する読み出しヘッド１５０の位置を求
めることもできる。

【００５６】

【数１】ただし、Ｓ１およびＳ２：レシーバ巻線１０４および１
０４’から受け取った２つの信号の振幅ａｔａｎ関数：Ｓ１とＳ２との比に対応する０から２π
の角度を与える関数 λ：スケールの波長１１０ｎ：移動したフルスケール波長１１０の数を示す整数とする。

【００５７】レシーバ出力信号用のアナログ信号処理回
路の精度を高め、かつ処理回路に求められる要件を少な
くするために、読み出しヘッドに２つ以上の重なりあう
レシーバ巻線を用いることができる。図１４に示すよう
に、読み出しヘッド１５２の重なりあう４つのレシーバ
巻線１０４、１０４’、１０４’’、および１０
４’’’は、スケール波長１１０の８分の１（つまり４
５゜）ずつ互いにずれている。従って、もしレシーバ巻
線１０４の位相が０ならば、レシーバ巻線１０４’、１
０４’’、および１０４’’’の位相はそれぞれ４５
゜、９０゜、および１３５゜となる。この読み出しヘッ
ド１５２は製造がより難しいという欠点はあるが、ある
種の信号処理技術とともに用いれば、読み出しヘッド１
５０より正確な位置検出が行えるという利点を有する。

【００５８】図１３に示す読み出しヘッド１５０および
図１４に示す読み出しヘッド１５２は、レシーバ巻線の
間に何層もの絶縁が必要で、かつ１本の巻線同士が交差
する地点で絶縁が必要なことから、平面性に優れた構造
にするのは困難である。これに対して図１５に示す読み
出しヘッド１５４は、１枚のプリント回路基板の両面
に、または巻線間に絶縁層を一枚用いて一枚のプリント
回路基板上に製造することができる。図１５に示すよう
に、一連の斜めワイヤまたは導電線路（実線１５８で示
す）を第一層の上に配置し、これらのワイヤと反対方向
の一連の斜めワイヤまたは導電線路（点線１５９で示
す）を第二層の上に配置する。導電線路１５８と１５９
との端は、公知のプリント回路基板技術を用いて経由点
１５６を介して別々の絶縁層を通して相互接続される。
これにより、レシーバ巻線１０４および１０４’はほぼ
正方形またはダイヤモンド形のループ１０６、１０６’
と１０８、１０８’とを形成する。当業者であれば、本
明細書の詳細な説明に基づいて正弦状またはその他の形
状のループをつくることができると考える。また、巻線
に使用できる空間上の制約だけで、同一の絶縁層で分離
されたより多くの巻線を用いることもできる。

【００５９】読み出しヘッド１５４のレシーバ巻線１０
４および１０４’は、２枚の層の上に形成される同数の
導電線路１５８および１５９をそれぞれ含むため、互い
に対して正確に平衡状態にある。図１５に示すように、
読み出しヘッド１５４の「＋」ループ１０６および１０
６’の各々は、上層の導電線路１５８によって形成され
るループの２つの辺と、下層の導電線路１５９によって
形成されるループの２つの辺とを有する。これは「−」
ループ１０８および１０８’についても同様である。こ
のため、レシーバ巻線１０４および１０４’の各ループ
と遮蔽体１１４との接近度合いは総量で同じとなるた
め、各レシーバ巻線からの信号出力は互いに等しい。

【００６０】スケール波長５．０８ｍｍの読み出しヘッ
ド１５０を備えたリニアエンコーダの精度検査を行っ
た。トランスミッタ巻線１０２には周波数５ＭＨｚの駆
動信号が与えられた。スケール１１２が移動すると、ス
ケール１１２と読み出しヘッド１５０との間の位置に応
じてレシーバ巻線１０４と１０４’とからの２つの出力
電圧の振幅が正弦状に変化する。スケール１１２と読み
出しヘッド１５０との間のギャップ１２７は約０．６ｍ
ｍであった。前出の式（１）を用いて、±１０μｍの位
置精度が得られた。次に、読み出しヘッド１５４を用い
て同じ条件下で実験を行ったところ、得られた位置精度
は約±２０μｍであった。

【００６１】先に述べたが、本発明はリニアエンコーダ
以外のエンコーダにも用いることができる。図１６
（Ａ）および図１６（Ｂ）は、ロータリエンコーダ１６
０に適応させた場合の本発明の誘導トランスデューサの
他の実施形態を示す。

【００６２】ロータリエンコーダ１６０はトランスミッ
タ巻線１０２とレシーバ巻線１０４とを有する固定部つ
まり固定子１６１と、導電プレート１１４がその上に取
り付けられた回転部つまり回転子１６３（図中、破線で
示す）とを備える。固定子１６１のトランスミッタ巻線
１０２およびレシーバ巻線１０４は、図１の読み出しヘ
ッド１００の端部を曲げて同一平面中でつなげたような
平らなリング状に形成される。図１６（Ａ）に示すよう
にトランスミッタ巻線１０２の端部は固定子１６１上の
位置Ｍで輪を閉じ、レシーバ巻線１０４の端部は位置Ｎ
で輪を閉じる。同様に、回転子１６３上に配置される導
電プレート１１４は、やはりスケール１１２の端部を曲
げて同一平面中で輪を閉じるように形成される。

【００６３】回転子１６３は中心点１６４の回りを回転
する。回転子１６３が回転すると、導電プレート１１４
はレシーバ巻線１０４の「＋」ループ１０６と「−」ル
ープ１０８とに交互に近接する。上述のリニアエンコー
ダと同様に、レシーバ巻線１０４は固定子１６１に対す
る回転子１６３の回転量を示す変化する信号を出力す
る。

【００６４】トランスミッタ巻線１０２とレシーバ巻線
１０４とはプリント回路基板などの適当なディスク状ま
たは環状の基板１２６に固定され、絶縁層１６２で電気
的に絶縁される（図１６（Ｂ）参照）。トランスミッタ
巻線１０２の両方の端部は互いに平行に延びる（図１６
ＡのＩ−Ｊ線およびＫ−Ｌ線で示す）。このため位置Ｍ
でエッジ効果その他の磁場ひずみが生じる。レシーバ巻
線１０４中の位置Ｎにおいても同様のエッジ効果が生じ
る。かかるエッジ効果はレシーバ巻線１０４からの信号
出力中にひずみを生じさせてしまう。

【００６５】このため、図１７（Ａ）および図１７
（Ｂ）に示す他の実施形態のロータリエンコーダ１７０
では、「継ぎ目なし」トランスミッタおよびレシーバ巻
線１０２および１０４を設けることによって、終点位置
ＭおよびＮを省略している。このロータリエンコーダ１
７０では、トランスミッタ巻線１０２の端部線、Ｉ−Ｊ
線およびＫ−Ｌ線は互いの真上の別々の平面上に位置
し、その間は薄い絶縁層１６２で分離される（図１７
（Ｂ）参照）。これにより、端部線Ｉ−Ｊ線およびＫ−
Ｌ線によってつくられるエッジ部の磁場が消滅し（電流
が反対方向に流れるため）、レシーバ巻線１０４の出力
信号から邪魔な効果をなくすことができる。さらに、端
部線Ｉ−Ｊ線およびＫ−Ｌ線は、好ましくは、支持基板
１２６のトランスミッタ巻線１０２およびレシーバ巻線
１０４の残りの部分が取り付けられる側と反対側に取り
付けられる。このため端部線Ｉ−Ｊ線およびＫ−Ｌ線を
レシーバ巻線から離してクロストークノイズをさらに低
減することができる。

【００６６】ロータリエンコーダ１７０のレシーバ巻線
１０４は第一の正弦状の巻線１６５を基板１２６上に配
置し、その後、第二の正弦状の巻線１６６を第一の巻線
と１８０゜位相をずらせて配置して形成される。（当然
ながら、第一の巻線１６５と第二の巻線１６６とは互い
の間でショートしないように、交差地点で互いに絶縁が
必要である。）この後、巻線１６５および１６６は図１
７（Ａ）のＯ−ＰおよびＧ−Ｈで直列接続される。

【００６７】Ｏ−Ｐ線は好ましくはレシーバ巻線１０４
の出力線Ｑ−Ｒと平行に、かつその上側で固定子１６３
上に配置され、Ｏ−Ｐ線とＱ−Ｒ線との間は薄い絶縁層
で分離される。このようにすることで、これらの接続リ
ードはトランスミッタ巻線１０２から不必要なクロスト
ークを検知してしまういかなるループも形成しない。レ
シーバ巻線１０４の他方の巻線用のＧ−Ｈ線およびＥ−
Ｆ線、ならびにトランスミッタ巻線１０２用のＡ−Ｂ線
およびＣ−Ｄ線は、好ましくは、その間を薄い絶縁層で
分離した状態で平行に配置され、やはり磁場を消滅させ
ノイズを低減する働きをする。回転子１６０および１７
０にはレシーバ巻線１０４を１本しか示していないが、
適当な絶縁層１６２で分離したレシーバ巻線を追加し
て、上述のように直角位相の信号を発生するように固定
子１６１上に設置してもよい。

【００６８】図１８（Ａ）は内部円筒形回転子１６３を
備える円筒形のエンコーダ１８０を示し、回転子１６３
の外側には導電プレート１１４が取り付けられている
（図１８（Ｂ）参照）。この代わりに、図１８（Ｃ）に
示す円筒形エンコーダ１８２では、ホイール状の部材か
ら放射状に延びる歯のように、放射状に一定の間隔を空
けて中心軸または中心点１６４から延びる導電部１１４
を有する内部円筒形回転子１８３を用いる。内部円筒形
回転子１８３は、一定の高さに放射状に隆起または延在
する部分を有する歯車、はめ歯、または同様の円筒形部
材であってもよい。こうして、各延在部が導電プレート
１１４の１枚の役割をする。

【００６９】円筒形のロータリエンコーダ１８０および
１８２はどちらも、トランスミッタ巻線１０２とその内
側に取り付けられたレシーバ巻線１０４とを含む外側の
円筒形固定子１６１を用いる。図１９（Ａ）には他の実
施形態の円筒形ロータリエンコーダ１９０を示す。この
エンコーダ１９０は、トランスミッタ巻線１０２とその
外側に取り付けられたレシーバ巻線１０４とを含む内側
の円筒形固定子１６１（図１９（Ｂ）参照）と、導電プ
レート１１４が内側に取り付けられた外側の円筒形回転
子１６３とを備える。これらの円筒形ロータリエンコー
ダ１８０および１９０の固定子１６１は、図１の読み出
しヘッド１００の端を図１の平面と垂直の平面中で端同
士がつながるまで曲げた時のように形成される。同様
に、円筒形ロータリエンコーダ１８０および１９０の回
転子１６３は、図２のスケール１１２の端を図２の平面
と垂直の平面中で端同士がつながるように曲げた時のよ
うに形成される。

【００７０】上述のロータリエンコーダ１６０および１
７０のところで説明したように、円筒形ロータリエンコ
ーダ１８０および１９０も、回転子１６３が点１６４を
中心に回転している間にトランスミッタ巻線１０２から
磁場を発生することによって動作する。導電プレート１
１４はレシーバ巻線１０４の「＋」ループ１０６と
「−」ループ１０８とに交互に近接して位置し、レシー
バ巻線から変化する出力信号を発生する。

【００７１】さらに当業者であれば、本明細書の詳細な
説明に基づいて、可とう性のある回路材料上に読み出し
ヘッド１００およびスケール１１２を形成すれば、かか
る材料を測定軸３００と同心で回転可能なシリンダまた
はシリンダの一部に取り付けることができることを理解
すると考える。これにより、リニアエンコーダを図３
（Ａ）および図３（Ｂ）に示すような相対的に平面形状
と反対に相対的に円筒形状に構成することができる。

【００７２】図２０は上述のリニア、ロータリ、円筒形
ロータリ、および円筒形リニアエンコーダを実現するた
めの、または一般的に本発明の誘導トランスデューサを
実現するための回路２００を示す。回路２００はトラン
スミッタ巻線１０２に高周波電流（数ＭＨｚ程度）を与
える信号発生器２０２を含む。本発明のトランスデュー
サの等価回路は破線で囲んだブロック２０４で示す。ス
ケール１１２の導電プレート１１４は直列接続したイン
ダクタＬと抵抗Ｒとで示す。スケール１１２が移動する
と、その導電プレート１１４は図１３の読み出しヘッド
１５０等のレシーバ巻線を２本有する読み出しヘッドの
レシーバ巻線１０４および１０４’に交互に誘導結合す
る。

【００７３】図２０の等価回路２０４では、レシーバ巻
線１０４および１０４’はそれぞれ２２９と２３１、お
よび２２９’と２３１’という２部分で形成されるた
め、トランスミッタ巻線１０２によって生じる磁場は差
動変圧器のようにレシーバ巻線１０４と１０４’におい
て平衡している。従って、図４のレシーバ巻線１０４と
同じく、図２０のレシーバ巻線１０４および１０４’は
スケール１１２の導電プレートによって生じる遮蔽磁束
による磁場の影響だけを検知する。

【００７４】レシーバ巻線１０４および１０４’の出力
信号は増幅器２０６によって増幅される。出力信号の振
幅は同期復調検出によって得られる。増幅されたレシー
バ信号は同期復調検出においてミキサ２０８によって信
号発生器２０２からのトランスミッタ信号と掛算され
る。ローパスフィルタ２１０はこの掛算された信号の低
周波部分だけを通過させ、こうして通過した信号の部分
は信号Ｓ１およびＳ２（それぞれレシーバ巻線１０４お
よび１０４’に対応）としてサンプルホールド回路２１
２へ入力される。

【００７５】サンプルホールド回路２１２は内蔵キャパ
シタのスイッチを含む。この回路２１２は測定サイクル
の初めにマイクロプロセッサ２１６からの命令に応じて
信号Ｓ１およびＳ２を同時にサンプリングする。回路２
１２からの出力はマイクロプロセッサ２１６によって切
り替えられて、交互にＡ／Ｄ変換器２１４へ入力され
る。マイクロプロセッサ２１６はデジタル化された信号
をＡ／Ｄ変換器２１４から受け取って処理し、適切な信
号をディスプレイ２１８に出力する。この代わりに、計
算した位置を統計的方法制御などの他のシステムへ、ま
たはサーボ位置検出システムにおける位置フィードバッ
クとして出力することもできる。図２０に示す回路をは
じめ本明細書に記載するすべての回路は、プリント回路
基板１２６上に取り付けて手持ち式エンコーダハウジン
グ１２２の中へ収容することにより、手持ち式エンコー
ダ１１８に容易に組み入れることができる。

【００７６】マイクロプロセッサ２１６はいくつかの方
法によってスケール１１２の位置を検知できる。例えば
レシーバ巻線が２本（１０４および１０４’）の場合
は、マイクロプロセッサ２１６は上記の式（１）を用い
てこれらの巻線とスケール１１２との位置関係を計算す
る。レシーバ巻線が２本以上あるより一般的な場合で
は、マイクロプロセッサ２１６は次の式（２）を用い
る。

【００７７】

【数２】ここで、Ｓｖ：ある位置での所与のレシーバ巻線からの
出力の振幅ただしｖ＝１．．．．ｍ（ｍはレシーバ巻線の数） λ：エンコーダの波長１１０ｎ：移動した波長の総数ａｔａｎ：０から２πまでの角度を求める関数とする。巻線が２本の好ましい実施形態では、スケール
１１２がレシーバ巻線１０４および１０４’に対して移
動すると、マイクロプロセッサ２１６は周知の方法を用
いてフル波長１１０の数ｎを累算し、累算した波長の数
つまり「粗」位置情報を式（２）に従って波長１１０内
の位置と組み合わせ、スケールおよびレシーバ巻線が１
波長より長い距離を移動する場合の位置測定に曖昧さま
たはエラーが生じないようにする。

【００７８】キャパシタ２１７はトランスミッタ巻線１
０２に平行に接続される。キャパシタ２１７の容量は、
トランスミッタ巻線１０２のインダクタンスと共振する
ことによりトランスミッタ信号発生器２０２上の負荷を
低減するような大きさに選択される。同様に、キャパシ
タ２１９および２１９’もレシーバ巻線１０４および１
０４’とそれぞれ平行に電気的に接続される。キャパシ
タ２１９および２１９’の容量もまた、レシーバ巻線１
０４および１０４’のインダクタンスと共振してこれら
のレシーバ巻線からの出力信号の強度を増すような大き
さに選択される。また、キャパシタ２１９および２１
９’は所望しないノイズをフィルタリングして取り除く
ことによって、レシーバ巻線１０４および１０４’をよ
り選択的にする。

【００７９】図２１に示す他の回路２２０に含まれるト
ランスデューサ２２４は回路２００のトランスデューサ
２０４と同様のものであるが、ただし回路２００の巻線
１０２および１０４、１０４’の役割が逆転しているた
め、回路２２０は２本のトランスミッタ巻線１０４およ
び１０４’と１本のレシーバ巻線１０２とを含む。位相
遅延回路２２６は信号発生器４０２からの信号を遅延さ
せて第二のトランスミッタ巻線１０４’へ送る。スケー
ル１１２が２本のトランスミッタ巻線１０４、１０４’
に対して移動すると、レシーバ巻線１０２は信号Ｓを出
力し、この信号Ｓは増幅器２０６で増幅される。信号Ｓ
の値は次の式（３）で求められる。

【００８０】

【数３】ただし、Ａ：定数 κ＝２π／λ ω＝２πｆとする。信号発生器４０２から発生する高周波信号に対
する信号Ｓの位相から位置ρが求められる。位相の測定
は位相メータ２２８で信号Ｓを信号発生器４０２からの
信号と比較して行われる。この後、信号κρは、回路２
００のサンプルホールド回路２１２、Ａ／Ｄ変換器２１
４、マイクロプロセッサ２１６、およびディスプレイ２
１８と同様の別の処理回路へ与えられる。

【００８１】精度を上げるためには、回路２２０のトラ
ンスデューサ２２４に含まれるトランスミッタ巻線の数
は何本でもよい（例えば図１４の読み出しヘッド１５２
のように４本でもよい）。先の式（３）はトランスミッ
タ巻線の任意の数ｍについて次の式（４）へと拡大する
ことができる。

【００８２】

【数４】この式でもやはり、受け取った信号と伝送した信号との
間の位相によってスケール１１２の位置ρが求められ
る。

【００８３】図２２（Ａ）は信号発生器２０２の一実施
形態を示し、この回路は低電力での使用に特に適してお
り、手持ち式の電池を電源とする測定器具（手持ち式エ
ンコーダ、マイクロメータ、テープメジャー等）などで
用いられる。回路２０２はトランスミッタ巻線１０２、
キャパシタ２３２、抵抗２３４、およびトランジスタ２
３６を含み、図示するように接続される。図２２（Ｂ）
は信号発生器２０２の他の形態を示す。静止時には、キ
ャパシタ２３２の全電荷は抵抗２３４から放電される。
パルス発生回路２３８はトランジスタ２３６の制御端子
へ短パルスを与え、トランジスタ２３６はキャパシタ２
３２を接地させる。この結果、キャパシタ２３２は供給
電圧＋Ｖ（電池などの適当な電源から発生したもの）で
充電される。

【００８４】トランスミッタ巻線１０２（インダクタ）
とキャパシタ２３２とは共振回路を形成し、ノードＡで
測定される過渡電圧は図２３に示すように共振挙動をと
る。この過渡電圧信号は図２４（Ａ）ないし図２４
（Ｃ）に示すように、トランスミッタ巻線１０２によっ
てレシーバ巻線１０４へ誘導伝達される。伝達された信
号の振幅はスケール１１２のレシーバ巻線１０４に対す
る相対的位置に左右される。例えば、図２４（Ａ）のレ
シーバ信号が時間Ｂでサンプリングされるとすると、こ
のサンプルはスケール１１２とレシーバ巻線１０４との
相対的位置関係が、正極性の最大振幅を持つ信号が発生
するような位置であることを示す。図１３に示すトラン
スデューサを用いた実験では、レシーバ巻線１０４のイ
ンダクタンス＝０．５μＨ，キャパシタ２３２の値＝１
ｎＦ、ギャップ１２７＝約０．５ｍｍ、電源電圧＋Ｖ＝
３Ｖ、時間Ｂにおける最大レシーバ出力信号＝回路２０
２の７ＭＨｚの共振周波数において約６０ｍＶ、という
結果が得られた。図２４（Ｂ）はスケール１１２を図２
４（Ａ）の位置から１／４λだけ移動させたレシーバ信
号を示し、この図では時間Ｂでサンプリングした出力信
号の振幅は０になる。図２４（Ｃ）はスケール１１２を
図２４（Ａ）の位置から１／２λだけ移動させており、
時間Ｂでサンプリングした信号は負極性の最大振幅を持
つ。

【００８５】レシーバ出力信号の各サンプリングの間、
キャパシタ２３２は充電と放電を繰り返す。本発明の誘
導トランスデューサが十分な精度を持ち、かつ高い移動
量追従能力を持つためには、サンプリング周波数は約１
ｋＨｚが望ましい。キャパシタ２３２の値が１ｎＦなら
ば、電源から与えられる電荷は（容量）×（電圧変化）
＝３×１０^-9または３ｎＣとなる。測定周波数１ｋＨｚ
の場合は、電源から流れる平均電流は３×１０^-6アンペ
アまたは３μＡであるが、これは電池を電源とするトラ
ンスデューサの場合でも非常に少ない電流量である。こ
のため、駆動回路２０２は低デューティ比サイクルで駆
動されることにより、レシーバ巻線１０４から大きな出
力信号（最大約６０ｍＶ）を発生することができ、また
ごくわずかの平均電流と迅速なサンプリングレートを実
現できる。

【００８６】電力消費量をさらに抑えるためには、パル
ス発生器２３８からトランジスタ２３６への入力パルス
を出来るだけ短くしなければならない。こうすることに
よって、抵抗２３４を通る電荷損失が最小限に抑えられ
る。上記の例では、パルス長が１マイクロ秒で、抵抗２
３４の値が１０ｋΩならば、抵抗を流れる平均電流はわ
ずか０．３μＡである。

【００８７】上記の電子回路は２本のレシーバ巻線を含
むのが好ましいと述べたが、図２０に示すようにレシー
バ巻線１０４と１０４’とは、それぞれマイクロプロセ
ッサ２１６によって能動化される同一の信号処理チャネ
ルに接続される。従って、図２０に示す回路は、本明細
書中に記すようないくつかの制約はあるが、単一のレシ
ーバ巻線１０４を用いて構成できることは当業者には明
らかである。

【００８８】マイクロプロセッサ２１６は公知の補間配
置法を用いれば波長１１０より十分短い位置測定ができ
る。具体的には、マイクロプロセッサ２１６は波長１１
０の２分の１以内で絶対位置測定を行える。例えば、図
２４（Ｄ）に示すように、マイクロプロセッサ２１６は
ポイント３８７と３８８とにおけるそれぞれのレシーバ
出力信号の振幅および極性を比較することによって、波
長１１０の２分の１以内で位置ｄ₁と位置ｄ₂とを区別
できる。ポイント３８７の電圧値はＶ₁、ポイント３８
８はＶ₂である。ただしマイクロプロセッサ２１６は位
置ｄ₁と位置ｄ₃との絶対位置は判断できない。位置ｄ
₃は図２４（Ｄ）に示すレシーバ出力信号ではポイント
３８９に対応し、このポイントの電圧値はポイント３８
７の電圧値Ｖ₁と同じだからである。

【００８９】しかし、波長１１０の２分の１より広い範
囲で位置出力信号が明確に識別できなくても問題ない場
合もある。例えば、トランスデューサをスケール１１２
の長さと一致する長い測定範囲沿いのある特定の位置に
プリセットし、その後、波長１１０の２分の１未満の狭
い範囲でのみ高解像度かつ高精度に位置変位をモニタし
たい場合などがそうである。このようなシステムは高解
像度の「位置決め信号」を発生するのに有効であり、こ
れは例えば、様々なワークピースごとのコンフィギュレ
ーション設定に合うように「位置決め信号」のトリガ点
を簡単に調整したい場合などに適用する。この場合、マ
イクロプロセッサ２１６では式（１）ないし式（４）は
使用されず、代わりにトランスデューサからの周期的な
出力と位置との関数は単純化されてマイクロプロセッサ
２１６に格納され、ここからの出力信号は周知の方法を
用いて上述の半波長測定間隔内での位置を示すものに明
確に変換される。

【００９０】このような応用においては、波長１１０が
相対的に長い方が装置の有用性が高まるかもしれない。
本発明の高い精度によって、相対的に波長が長くても高
解像度かつ高精度に測定ができるという利点がある。か
かる場合、測定位置を容易に調整できるという利点に加
えて、本発明ではレシーバ巻線およびスケールの波長が
反復されているため、互いに強めあって、所望の測定範
囲の寸法しかないセンサよりも相対的に強力な（つまり
ＳＮ比が改善された）信号を発生できるという点で、先
行技術の測定範囲が同じ「アナログ式」トランスデュー
サよりも優れている。

【００９１】さらに、製造公差などによる部品および組
立配置に伴う誤差は、波長が繰り返される間に平均化さ
れる場合が多く、このため同様に製造された所望の測定
範囲だけしかないセンサと比べて精度が改善される。ま
た、応用によっては移動方向または移動速度に関して物
理的制約を受ける場合もあるので、このような制約を考
慮したカストマイズされた処理アルゴリズムが組み入れ
られた適当な高速マイクロプロセッサを使用すれば、ト
ランスデューサ要素の移動履歴を継続して更新および記
録することにより、単一レシーバ巻線トランスデューサ
に関連する位置検出の曖昧さを克服することができる。
いずれの場合も低電力誘導トランスデューサの利点は保
たれる。結果として、図２０に示す信号処理回路の１チ
ャネルだけを用いる、単一レシーバ巻線１０４（図４
（Ａ）参照）を使用するトランスデューサは、本発明の
好ましい実施形態から得られる利点および有用性のうち
のいくつかは保持することができる。

【００９２】本発明によって高精度と高解像度とを達成
しようとする上で困難と考えられるのは、１スケール波
長内でレシーバ巻線の全位相を収容するように読み出し
ヘッドを製造することである。このため図２５に示す読
み出しヘッドの他の実施形態では、レシーバ巻線１０４
および１０４’は隣接したループ１０６、１０８、１０
６’、および１０８’間にギャップまたは空間を空けた
状態で、スケール波長１１０の３波長分にわたって広が
っている。この図２５に示すトランスデューサは、レシ
ーバ巻線１０４’を省略してレシーバ巻線１０４を１本
だけ設けるか、または反対に巻線を２本以上を用いるよ
うに変形することができる。図２５からわかるように、
レシーバ（レシーバ巻線１０４および１０４’を含む）
のフル波長１１０’はスケール１１２の波長１１０より
も長く、好ましくはスケール波長の整数倍である。

【００９３】図２５に示す２相トランスデューサのレイ
アウトは図１５のものと同様である。このため、レシー
バ巻線１０４および１０４’の各ループの半分は導電線
路１５８（図中、実線で示す）によって第一層上に形成
され、残り半分は導電線路１５９（図中、破線で示す）
によって第二層上に形成される。第一層と第二層とは薄
い絶縁層（図示せず）で互いに分離されており、経由点
１５６で互いに電気的に接続されている。図１５に示す
ダイアモンド形または正方形ループとは異なり、図２５
のループ１０６、１０６’、１０８、および１０８’は
矩形ループとして配置されている。ただし上述したよう
に矩形以外の形にすることもできる。各矩形の幅は導電
性の各バー１１４の幅とほぼ同じである。

【００９４】図２５に示すようにループ１０６、１０
６’、１０８、および１０８’は重なりはしないが連続
して配置される（ここでレシーバ巻線１０４のループは
「１」で示し、レシーバ巻線１０４’のループは「２」
で示す）。レシーバ巻線１０４の「＋」ループ１０６と
「−」ループ１０８とはすぐ隣にではなく間隔を空けて
配置され、かつ第一層および第二層のそれぞれの相互接
続用導体１５８’および１５９’によって電気的に互い
に接続される。このような配列においても、レシーバ巻
線１０４および１０４’は遮蔽要素１１４の間隔と協働
して、これら遮蔽要素の連続移動に応答して継続的に変
化する信号を出力する。相互接続用導体１５８’および
１５９’は好ましくは測定軸３００沿いに互いに重なり
合って配置され互いに整列して配置されるため、先に説
明したように誤ったレシーバ出力信号を発生する可能性
のある、磁場を受ける領域をまったく生じさせない。こ
れと同様に、レシーバ巻線１０４’のループ１０６’お
よび１０８’も互いに間隔を空けて配置され、かつ導体
１５８’および１５９’で電気的に相互接続される。

【００９５】各ループは、スケール１１２が図２５に示
すような位置にくると、導電プレート１１４によってレ
シーバ巻線の「＋」ループ１０６を通る磁場は遮蔽され
るが「−」ループ１０８を通る磁場は遮蔽されないよう
な長さおよび間隔で配置される。これにより、レシーバ
巻線１０４は負の最大振幅を持つ出力信号を発生する。
またループ１０６’および１０８’のそれぞれ半分が遮
蔽されるため、レシーバ巻線１０４’は結果として振幅
０の出力信号を発生する。

【００９６】このような構造は、トランスデューサを用
いる応用に応じて、ループ１０６と１０８、および１０
６’と１０８’を形成するのに必要な製造上の実務的制
約よりも図２５のプレート１１４の波長１１０のサイズ
を狭くしたい場合に特に有用である。かかる構造を用い
る例としては、スケール１１２が既存のリニアモータの
数珠状ステータ（図５（Ｃ）のスケール１３４と同様の
構造を作る）によってスケール１１２を形成する場合が
考えられる。この場合、読み出しヘッドを既存のリニア
モータ部に適合することができ、別個のトランスデュー
サは不要となる。

【００９７】スケール１１２の他の実施形態として、導
電性材料でできたシートからなり、そのシートを貫通す
る一定間隔の穴３１８を有するスケール３１６を図２６
（Ａ）および図２６（Ｂ）に示す。スケール３１６はシ
ート状金属に穴３１８を打ち抜くかパンチして簡単に製
造することができる。従ってスケール３１６は本明細書
中で説明する他のスケールのどれよりも簡単かつ安価に
製造できるため、いくつかの応用には特に適している。

【００９８】導電性材料からできた１つのワークピース
の位置のモニタが要求される応用などでは、複数のプレ
ート１１４を有するスケール１１２は実際的ではなく不
要かもしれない。このため、スケール１１２の他の実施
形態として図２７（Ａ）に示すトランスデューサ３０８
では、隙間のない連続した導電面つまり導電部材３１２
がトランスミッタ巻線１０２およびレシーバ巻線１０４
の一部に重なっている。導電部材３１２は測定軸３００
沿いにレシーバ巻線１０４より長くてもよく、基板１１
６上に銅または他の導電性材料を長手方向に矩形に配置
して形成するか、またはレシーバ巻線１０４の「＋」ル
ープ１０６および「−」ループ１０８のいくつかに部分
的に重なる導電性材料からできた任意のワークピースか
ら形成してもよい。

【００９９】導電性材料３１２はスケール１１２のとこ
ろで説明したように、トランスミッタ巻線１０２によっ
て発生した磁場を吸収かつ遮蔽する。図２７（Ａ）で
は、導電性材料３１２はレシーバ巻線１０４の「＋」ル
ープ１０６の１つと「−」ループ１０８の１つ以外のす
べてのループに重なっている。このため、レシーバ出力
信号の値は結果的に０になる。導電性部材３１２が測定
軸３００沿いに右方へ移動して、図２７（Ｂ）に示すよ
うに「＋」ループ１０６は２つ露出するが「−」ループ
１０８は１つだけしか露出しない場合は、レシーバ出力
信号は正の最大電圧値を持つ。このように導電性部材３
１２の測定軸３００沿いの移動に伴って、レシーバ巻線
１０４からは図２７（Ｃ）に示すような出力信号が発生
する。

【０１００】図２７（Ｃ）からわかるように、レシーバ
巻線からの出力信号は、最小０ボルト（導電性部材３１
２によって遮蔽されていない「＋」ループ１０６と
「−」ループ１０８との数が同数の場合、図２７（Ａ）
参照）から、最大Ｖｍａｘ（同じく遮蔽されていない
「＋」ループの数が「−」ループの数より１つ多い場
合、図２７（Ｂ）参照）の間で変化する。図２７（Ａ）
および図２７（Ｂ）の配列において、もしレシーバ巻線
１０４の「＋」ループ１０６と「−」ループ１０８との
の交流パターンが「−」ループから始まるようにループ
が配置されると、レシーバ出力信号の範囲は０ボルトか
ら負の最大値までとなる。

【０１０１】トランスデューサ３０８の利点は、先に説
明した矩形のプレート１１４のように間隔を設けなくて
もよいために製造が簡単なことである。また、位置の制
御またはモニタを行おうとする機械製造部品などの任意
の導電部材であってもよいことも利点である。これに対
してトランスデューサ３０８の欠点は、出力信号に寄与
するレシーバ巻線のループが他の実施形態のように複数
ではなくただの１本だけ（「＋」ループ１０６か「−」
ループ１０８のいずれか）なため、図２７（Ｃ）からわ
かるように信号強度が小さいことである。また、他の欠
点は、測定範囲が読み出しヘッドの長さに限定されてい
ることである。この点は読み出しヘッドをかなり長くす
れば解決することが可能であるが、ただし製造コストは
短い読み出しヘッドよりも高くなる。読み出しヘッドの
長さが短くても、移動量の測定またはモニタが限られた
範囲内だけで必要な場合は使用できる。

【０１０２】さらに、トランスデューサ３０８の精度は
他の実施形態のトランスデューサよりも低くなり得ると
いう欠点もある。この理由の一部にはこのトランスデュ
ーサ３０８がギャップ１２７の変化により敏感なことが
挙げられる。トランスデューサ３０８は図２７（Ａ）お
よび図２７（Ｂ）で示す平面配列以外の配列に用いるこ
ともできる。例えば、トランスミッタ巻線１０２とレシ
ーバ巻線１０４とを円筒状に配置し、導電プレート３１
２を導電性のロッドとして、円筒に沿った測定軸３００
に沿って円筒と共軸的に移動するようにしてもよい。

【０１０３】本発明のトランスデューサは多様な構成で
実現することができる。例えば、上述の図２７（Ａ）お
よび図２７（Ｂ）の構成を変形して、図２８に示すよう
に導電部材３１２を２つ設けて読み出しヘッド１００の
両側に対向して設けてもよい。このように読み出しヘッ
ド１００を２つの導電部材つまりスケール間に設置する
ことで、レシーバからの出力信号の強度を大きくでき
る。読み出しヘッド１００は表裏対称なのでこのように
２つの導電部材３１２とともに容易に用いることができ
る。この図２８のようなトランスデューサには、プリン
ト回路基板の両側にループ１０６および１０８を配置し
た読み出しヘッド１５４（図１５参照）が特に適してい
る。反対に、図２９に示すように単一の導電部材３１２
を２つの読み出しヘッド１００の間に配置してもよい。
こうすれば２つの読み出しヘッドからのレシーバ出力を
組み合わせて信号強度を大きくすることができる。

【０１０４】このような２つの構成のトランスデューサ
３０８を本明細書で説明するトランスデューサの他の実
施形態に適用することもできる。図３０は、上述した読
み出しヘッド１００よりかなり長いスケール１１２を用
いる実施形態の概略図である。図３１は読み出しヘッド
１００より長いかかる２つのスケール１１２を読み出し
ヘッドの対向する側に配置した様子を概略的に示す。図
２８および図３１の配列の読み出しヘッド１００はプラ
ンジャゲージ等の応用に使用でき、この場合、読み出し
ヘッド１００は２つの平行スケール１１２間でのヘッド
の移動を可能にするロッドに、シールの働きをするブッ
シュによって接続される。図３１の配列はまた、２つの
スケール１６３が読み出しヘッド１６１の両側に配置さ
れたロータリエンコーダ１６０の他の実施形態を概略的
に示すものでもある。この場合は、読み出しヘッド１６
１は図１６（Ａ）に示す実質的に３６０゜未満の弧をカ
バーする読み出しヘッド１６１の一部から構成できる。
つまりこの読み出しヘッド１６１は本質的には図１３の
読み出しヘッド１５０を曲げたものと考えられる。

【０１０５】代替的に、スケール１１２を読み出しヘッ
ド１００より短くすることも可能である。この例とし
て、図３２では１つの短いスケール１１２を長手の読み
出しヘッド１００に近接して配置している。図３３では
この短いスケール１１２を２つの平行な読み出しヘッド
１００の間に配置している。もちろんこれら図３２およ
び図３３のトランスデューサの配列に適した応用もあ
り、例えば流体の高さを求める場合などに、スケール１
１２を流体の上面に浮かぶ導電性の浮きとし、読み出し
ヘッド１００は流体を入れた容器の側面に取り付けて使
用する。この他にも、図３２および図３３の構成はスケ
ール１６３が実質的に３６０゜未満の弧を形成するロー
タリエンコーダ１６０の他の実施形態として使用するこ
とも可能である。

【０１０６】上記のように読み出しヘッドの対向する側
にスケールつまり導電部材を配置するトランスデューサ
の構成では、レシーバ巻線１０４は好ましくは図３４に
示すように基板１２６の両側に取り付けられる。レシー
バ巻線１０４を読み出しヘッド１５４（図１５参照）の
ように基板１２６の両側に敷設してもよいし、読み出し
ヘッド１３６のように別個のレシーバ巻線１０４を２セ
ット用いてもよい。後者の場合は、２セットのレシーバ
巻線１０４を互いに整列させて配置してもよいし、図１
３の読み出しヘッド１５０のように互いにずらして配置
してもよい。図３５に示すように、トランスミッタ巻線
１０２は基板１２６の対向する側に２本のループとして
敷設するのが好ましい。この場合、１つの経由点１５６
を介してトランスミッタ巻線のループを相互接続する。

【０１０７】ここまで説明してきたように、磁束遮蔽体
つまりプレート１１４はレシーバ巻線１０４を通って広
がる磁束を遮蔽するか、または磁束と反作用して、測定
信号を生成する。これに対して他の実施形態では、プレ
ート１１４の代わりに磁束「強化体」を使用する。この
磁束強化体は、レシーバ巻線１０４に磁束を強めた磁路
を与えてレシーバ巻線を通る磁束密度を高め、これによ
りレシーバ巻線１０４に測定信号を誘導する。

【０１０８】磁気透過率の高い物体（つまり磁束強化
体）が読み出しヘッド１００の近くへ移動すると、トラ
ンスミッタ巻線１０２によって発生した変化する磁場に
は磁束強化体中に形成される磁気抵抗の小さい磁路が与
えられる。この結果、磁束強化体近傍では、トランスミ
ッタ磁場はより高い磁束濃度つまり磁束密度を生じる。
このため、レシーバ巻線１０４が受ける磁束は磁束強化
体近傍では変化または強化され、これによりレシーバ巻
線は０以外のＥＭＦ信号を出力する。レシーバ巻線１０
４の出力端子Ｖ⁺とＶ^-との間で測定される電圧は、磁
束遮蔽体が「＋」ループ１０６と「−」ループ１０８と
の間で移動する場合のように極性が変化する。

【０１０９】磁束強化体が読み出しヘッド１００沿いに
移動すると、トランスミッタ巻線１０２からの変化する
磁場は磁束強化体近傍ではレシーバ巻線１０４を介して
より大きな磁束を発生する。磁束強化体がレシーバ巻線
１０４の近傍にあり、測定軸３００沿いに位置決めされ
ると、ループ１０６と１０８の周期的な交互のパターン
と磁束強化体によって発生したトランスミッタ磁場の局
所的増幅のために、レシーバ巻線からの信号出力の交流
振幅は波長１１０に従って継続的周期的に変化する。レ
シーバ巻線１０４からの信号出力は好ましくは上述した
ようにレシーバ巻線に対する磁束遮蔽体の移動に応答し
て滑らかな連続した正弦状をしている。このように信号
が連続していると、測定軸３００沿いの幅広い範囲にわ
たって正確な位置の読み出しが行える。

【０１１０】図３６に示すスケール４１２は、基板１１
６上に複数の磁束強化体４１４を含む。これらの強化体
４１４は好ましくは強磁性体のように磁気透過性が高
く、導電性が低い（つまり抵抗が大きい）。また磁束強
化体４１４は強磁性粒子を吸引しないよう磁化されてい
ない方がよい。基板１１６は好ましくは強化体４１４よ
り磁気透過性がかなり低く、また、特に強化体４１４の
厚み４１５が薄い場合は非導電性の方がよい。

【０１１１】強化体４１４は導電プレート１１４と同じ
く、波長１１０の半波長分の長さで１波長ピッチで配置
されるのが好ましい。強化体の厚みは、導電プレートを
用いる先の実施形態の出力信号の強さに匹敵するかそれ
以上に大きな信号をレシーバ巻線１０４の出力に発生す
るように、十分に磁束を強化できる寸法がよい。強化体
４１４の厚み４１５が大きければレシーバ出力信号も大
きくなるが、強化体の厚みは適用する応用ごとに要求さ
れる信号強度、コンパクトさ、またはその他の要因によ
って決定される。

【０１１２】本発明では、これ以外にも強化体４１４の
様々なレイアウトを用いることができる。例えば、図３
７（Ａ）に示すスケール４３３は強化体４１４と実質的
に同じ材料からなる支持部材１１６を含む。強化体４１
４は表面に輪郭を形成するプロセスなどによって支持部
材１１６から隆起または突出した部分として形成され
る。つまりスケール４３３では、強化体４１４は読み出
しヘッド１００と相対的に配置した場合に、ループ１０
６および１０８からの近さの程度によって支持部材１１
６と区割形成される。スケール４３３では、強化体４１
４が読み出しヘッド１００に近接している方が、強化体
に近接した磁束部分の磁気線路の磁気抵抗が小さくな
る。これにより磁気透過率の異なる物質を用いるのと同
じ効果が得られる。このため、スケール４３３はスケー
ル４１２とほぼ同じ態様で動作する。

【０１１３】この代わりに、図３７（Ｂ）に示すスケー
ル４３４は、強化体より磁気透過性の低い数珠状のリニ
アモータのステータ（アルミナ等）を形成する支持部材
１１６を用い、この支持部材１１６を強化体４１４間に
交互に固定または接着する。強化体４１４は陰影をつけ
た表面部分で規定される。支持部材１１６は、磁気透過
率の低い、間隔保持用かつ接合用の部材であり、強化体
４１４とともに磁気透過率の高い材料と低い材料とを交
互にならべたものを形成する。

【０１１４】スケール４３４の支持部材１１６は上述の
ような磁束遮蔽体として働くように導電性の材料からつ
くることができる。こうすればスケール４３４は概ね付
加的な効果を得るように磁束強化体と磁束遮蔽体との両
方を含み、これにより遮蔽体か強化体のどちらか一方だ
けを使用した場合よりも強力なレシーバ出力信号を発生
することができる。

【０１１５】図３７（Ｃ）には、磁束強化体と磁束遮蔽
体とを１つの支持部材上で組み合わせる特に有用な構成
のスケール４３５を示す。スケール４３５は支持部材１
１６と一体成形された遮蔽体１１４（図５（Ｂ）のとこ
ろで説明済み）を含み、これらの遮蔽体は好ましくは導
電性が高く耐久性のある安定した金属から形成する。強
化体４１４は遮蔽体１１４間に設けた空間または窪みに
固定または接着される。強化体４１４は好ましくは機械
的に弱い材料である強磁性体で形成されるため、遮蔽体
１１４を含む支持部材１１６が強化体に対して機械的サ
ポートとより強い耐久性を与える。

【０１１６】磁束強化体４１４を用いてレシーバ巻線１
０４を通る磁束を強化すれば、本明細書中でこれまで説
明したすべての設計上の原理および回路において高精度
などの様々な好ましい効果を得ることができる。磁束遮
蔽要素１１４の代わりに磁束強化体４１４を用いれば、
上記の、かつ図示した様々な読み出しヘッドの形状、な
らびに回路の概念および機械的構成のすべてにおいて、
先行技術の「強化体型エンコーダ」よりも大幅に精度を
改善することができる。強化体４１４は上述した低電力
回路技術とともに使用する場合も電力消費量の低さは維
持できる。ただしいずれの場合も、磁束強化体４１４を
磁束遮蔽体１１４の代わりに使用する場合は得られる信
号の極性が常に反転することは当業者であれば理解でき
ると考える。

【０１１７】また、やはり当業者であれば、上記で説明
した磁束強化体の実施形態に様々な変形を加えることが
理解できるであろう。例えば、支持部材１１６の材質は
非導電性（つまり抵抗大）であるのが好ましいが、強化
体４１４に近接した磁束密度が動作中は強化体間で異な
る（導電性の支持部材を用いる場合に発生する）とすれ
ば、製造上の要件に合わせて導電性にすることもでき
る。またこの代わりに、スケール４３３と同様にモノリ
シック強化体を構成し、例えば異なるタイプの材料を支
持部材上に加えるかまたはめっきして、支持部材の磁気
透過率または支持部材を通る所定の磁気線路の磁気抵抗
を変えることにり、強化体４１４を支持部材１１６から
区割形成できる。

【０１１８】

【発明の効果】上述のように、本発明は、高精度の位置
信号を与え、かつプリント回路基板技術を用いて安価に
製造可能な誘導トランスデューサを提供する。本発明
は、強磁性粒子などの粒子、および油、水、その他の流
体などの汚染物質の影響を受けない。このため、本発明
のトランスデューサは大半の作業場環境で使用できる。
本発明はトランスデューサに汚染物質が付着するのを防
ぐために複雑なまたは高価なシールドケースを用いなく
てもよい。また、かなり大きなギャップ（最大２ｍｍ）
を用いても、なお妥当なレシーバ出力信号を得ることが
でき、かつ高精度を維持することができる。この結果、
本発明の誘導エンコーダでは組立公差を厳しく抑えなく
てもよく、このため他のタイプのエンコーダとくらべて
非常に安価である。

【０１１９】レシーバ巻線または読み出しヘッドは、好
ましくは、高さが幅または長さよりかなり短い薄膜領域
内に形成される。このため先行技術のトランスデューサ
より体積がかなり小さいため、本発明のトランスデュー
サの応用範囲は広い。本発明のレシーバ巻線は単純な導
体からできているため、基本的には受動型とみなされ
る。これらレシーバ巻線の基本的な目的は、受けた磁場
によってＥＭＦを発生することである。ＥＭＦは適当な
分析回路で分析して読み出しヘッドのスケールに対する
測定軸沿いの移動量を測定する。磁場によって誘導され
たＥＭＦをレシーバ巻線に影響を与える能動手段で測定
するように測定回路の設計を変えることが可能だが、本
明細書では説明のためこのアプローチを、分析信号をレ
シーバ巻線の基本的に受動型の応答に重畳することと考
える。

【０１２０】本発明のスケールは受動型なので電子回路
への配線または接続は不要である。このため、本発明の
エンコーダは他の誘導型エンコーダよりも信頼性が高
く、より簡単にパッケージングして多様な応用に用いた
り、また手持ち式の測定機器に簡単に組み入れることが
できる。さらに、本発明は低電力駆動回路を用いるの
で、本発明の誘導トランスデューサは電池や太陽電池を
電源とする手持ち式の機器や、その他の低電力機器に容
易に組み入れられる。

【０１２１】上記のように説明した本発明は、様々な応
用に組み入れ得る誘導トランスデューサを提供するもの
であることが当業者には理解できると考える。例示用に
本発明の特定の実施形態および例を記載してきたが、本
発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な等価
の変形を行うことが可能である。かかる変形の一例とし
て、レシーバ巻線１０４のループ１０６および１０８の
形状は上述した正弦状、矩形および三角形以外にも、所
与の読み出しヘッドの様々な位相に合った形状に構成す
ることができる。同様に、導電バーの形状も上述の矩形
以外にすることができる。このような変形によって変位
量に対する信号出力の関数が非正弦状になる場合は、ル
ックアップテーブル中で、または当業者に公知の他の手
段によって実際の関数の模型を作り、本明細書に記載し
た位置検出用の計算式を周知の信号処理技術に基づいて
変形したり他の計算式を用いることができる。

【０１２２】本明細書では一般に本発明を相対的位置検
出エンコーダについて説明したが、絶対位置検出エンコ
ーダに適用することも可能である。この場合は、例えば
波長の異なる何本かの平行または同心のレシーバ巻線を
設け、これらのレシーバ巻線が同じ様に波長の異なる何
本かの平行または同心のスケールと誘導結合するように
できる。さらに、本明細書では本発明の誘導トランスデ
ューサを一般に位置検出エンコーダで用いる場合につい
て説明したが、検知器またはレゾルバなどの測定用では
ない応用に用いることもできる。つまり、本発明は本明
細書での開示には限定されず、前掲の特許請求の範囲に
よってその範囲が規定されるものとする。

【０１２３】

【付記】

１．請求項１に記載の位置検出トランスデューサにおい
て、前記検知導体の前記所定の周期的パターンは前記測
定軸に沿って選択された長さを有し、前記支持部材上の
前記複数の磁束遮蔽体の全体の長さは前記選択された長
さより長いことを特徴とするトランスデューサ。

【０１２４】２．請求項３に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記検知導体の前記周期的パターンの
対向する端部は前記測定軸を横切る方向にテーパ付けさ
れることを特徴とするトランスデューサ。

【０１２５】３．請求項５に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記閉じたループは互いにすぐ隣接し
て配置され、これにより前記閉ループ間の磁束を受ける
領域をなくすことを特徴とするトランスデューサ。

【０１２６】４．請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記周期的パターンは実質的に正弦状
のパターンを含むことを特徴とするトランスデューサ。

【０１２７】５．請求項６に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記第一および前記第二の周期的パタ
ーンは実質的に同じであることを特徴とするトランスデ
ューサ。

【０１２８】６．付記５に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、前記第一の周期的パターンと前記第二の
周期的パターンとは前記測定軸方向に沿ってパターン間
で空間位相が９０゜ずれていることを特徴とするトラン
スデューサ。

【０１２９】７．付記５に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、Ｍは３以上とした場合、Ｍ個の前記周期
的パターンは前記測定軸方向に沿って互いに対して空間
位相が３６０／Ｍ゜ずれていることを特徴とするトラン
スデューサ。

【０１３０】８．請求項８に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記周期的パターンは環状に配置さ
れ、前記支持部材は実質的にディスク形状であることを
特徴とするトランスデューサ。

【０１３１】９．請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記支持部材は導電性材料からなり、
前記磁束遮蔽体は前記支持部材の隆起した部分として規
定されることを特徴とするトランスデューサ。

【０１３２】１０．請求項１に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束遮蔽体は前記支持部材の部
分間に挟まれることを特徴とするトランスデューサ。

【０１３３】１１．請求項１に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束遮蔽体は所定形状の導電性
の閉じたループを輪郭とする所定領域からなることを特
徴とするトランスデューサ。

【０１３４】１２．請求項１に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記支持部材はプリント回路基板で
あり、前記磁束遮蔽体はその上に形成されることを特徴
とするトランスデューサ。

【０１３５】１３．請求項１に記載の位置検出トランス
デューサであって、前記支持部材および前記磁束遮蔽体
がその上に設けられる寸法的に安定した部材をさらに備
え、前記寸法的に安定した部材はアンバー、ガラス、セ
ラミック、鋼、およびアルミニウムからなるグループか
ら選択されることを特徴とするトランスデューサ。

【０１３６】１４．請求項１に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束遮蔽体は実質的に平面状で
あり、かつどれも前記薄膜領域から実質的に等距離の位
置にあることを特徴とするトランスデューサ。

【０１３７】１５．請求項１に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記複数の磁束遮蔽体のそれぞれの
磁束遮蔽体はある長さを有し、かつ前記磁束遮蔽体の前
記長さを加えると前記周期的パターンの１期間に実質的
に等しくなるようなある空間だけ隣接した磁束遮蔽体か
ら離して設けられることを特徴とするトランスデュー
サ。

【０１３８】１６．請求項１に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記検知導体の前記周期的パターン
に対する前記磁束遮蔽体の連続した移動に応答して、実
質的に正弦状の出力信号が発生することを特徴とするト
ランスデューサ。

【０１３９】１７．請求項１３に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、Ｎは１以上の整数とした場合、前
記磁束ループの前記測定軸沿いの長さは前記所定間隔の
Ｎ倍に実質的に等しいことを特徴とするトランスデュー
サ。

【０１４０】１８．請求項１３に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記磁束ループは前記薄膜領域内
に敷設されることを特徴とするトランスデューサ。

【０１４１】１９．付記１８に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束ループは互いに実質的に平
行に、かつ前記測定軸と実質的に平行に位置決めされる
側面を有することを特徴とするトランスデューサ。

【０１４２】２０．請求項１３に記載の位置検出トラン
スデューサであって、前記検知導体および前記磁束ルー
プが設置される取り付け部材をさらに備えることを特徴
とするトランスデューサ。

【０１４３】２１．付記２０に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記取り付け部材はプリント回路基
板であり、前記磁束ループおよび前記検知導体はプリン
ト回路基板処理によって製造されることを特徴とするト
ランスデューサ。

【０１４４】２２．請求項２６に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記磁束遮蔽体は前記検知導体の
対抗する側に配置される導電性材料からなる第一および
第二の連続部材を含むことを特徴とするトランスデュー
サ。

【０１４５】２３．請求項２５に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記磁束遮蔽体は導電性材料から
なる工作物であることを特徴とするトランスデューサ。

【０１４６】２４．請求項２５に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記周期的パターンは実質的に正
弦状のパターンを含むことを特徴とするトランスデュー
サ。

【０１４７】２５．請求項３１に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記第一および第二の所定の周期
的パターンは実質的に同じであり、前記第一および第二
の周期的パターンは前記測定軸方向に沿ってパターン間
で空間位相が９０゜ずれていることを特徴とするトラン
スデューサ。

【０１４８】２６．請求項２５に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記測定軸は実質的に円形であ
り、前記検知導体の前記所定の周期的パターンは前記円
形の測定軸の少なくとも一部に沿って配置されることを
特徴とするトランスデューサ。

【０１４９】２７．請求項２５に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記薄膜領域は円筒の少なくとも
一部を形成することを特徴とするトランスデューサ。

【０１５０】２８．請求項３６に記載のレシーバであっ
て、前記検知導体の前記少なくとも１つの出力に電気的
に結合され、前記遮蔽要素に対する前記レシーバ支持部
材の相対的位置を求める分解回路をさらに備えることを
特徴とするレシーバ。

【０１５１】２９．請求項３６に記載のレシーバであっ
て、前記第一の検知導体と実質的に同じでかつ前記第一
の検知導体に重なり、前記測定軸に沿って前記第一の検
知導体から空間的にずれている少なくとも第二の検知導
体をさらに備えることを特徴とするレシーバ。

【０１５２】３０．請求項４７に記載の位置検出トラン
スデューサセンサにおいて、前記戻り部分は前記測定軸
に平行な軸を中心に折り返すと前記第二の線路の前記周
期的な横方向の空間的変化の鏡像となることを特徴とす
るセンサ。

【０１５３】３１．付記３０に記載の位置検出トランス
デューサセンサにおいて、前記第一の線路は内部領域を
有するループを形成し、前記第二の線路の横方向の空間
的変化と戻り線路とは、前記第一の線路のループによっ
て規定される前記内部領域内に位置決めされることを特
徴とするセンサ。

【０１５４】３２．請求項５２に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記測定軸は実質的に円形であ
り、前記検知導体の前記所定の周期的パターンは前記円
形の測定軸の少なくとも一部に沿って配置されることを
特徴とするトランスデューサ。

【０１５５】３３．請求項５２に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記支持部材は非導電性かつ磁気
透過性の材料からなり、前記磁束遮蔽体は前記支持部材
の隆起した部分として規定されることを特徴とするトラ
ンスデューサ。

【０１５６】３４．請求項５５に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記測定軸は実質的に円形であ
り、前記磁束発生領域の前記周期的パターンは前記円形
の測定軸の少なくとも一部に沿って配置されることを特
徴とするトランスデューサ。

【０１５７】３５．請求項５５に記載の位置検出トラン
スデューサにおいて、前記支持部材は非導電性材料から
なり、前記磁束遮蔽体は前記支持部材の隆起した部分と
して規定されることを特徴とするトランスデューサ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う誘導トランスデューサ用の読み
出しヘッドのトランスミッタ巻線およびレシーバ巻線の
レイアウトを示す平面図である。

【図２】図１の誘導トランスデューサ用の読み出しヘ
ッドとともに用いるスケールのレイアウトの一部を示す
平面図である。

【図３】（Ａ）は図１の読み出しヘッドおよび図２の
スケールとともに用いる手持ち式のエンコーダを示す平
面図、（Ｂ）は（Ａ）の手持ち式エンコーダの３Ｂ−３
Ｂ線に沿って切り取った拡大断面図である。

【図４】（Ａ）は図２のスケールを図１の読み出しヘ
ッドの一部と相互結合させるように読み出しヘッドがス
ケールに重なった状態を示す平面図、（Ｂ）は図２のス
ケールを図１の読み出しヘッドの他の部分と相互結合さ
せるように読み出しヘッドがスケールに重なった状態を
示す平面図、（Ｃ）は（Ａ）および（Ｂ）のトランスデ
ューサの読み出しヘッドの出力信号およびその極性とス
ケールの位置との関係を示す波形図である。

【図５】（Ａ）は図２のスケールの第１の他の実施形
態のレイアウトの一部を示す平面図、（Ｂ）は図２のス
ケールの第２の他の実施形態のレイアウトの一部を示す
等角投影図、（Ｃ）は図２のスケール第３の他の実施形
態のレイアウトの一部を示す等角投影図である。

【図６】（Ａ）は図１の読み出しヘッドの第１の他の
実施形態のレイアウトを示す平面図、（Ｂ）は図１の読
み出しヘッドの第２の他の実施形態のレイアウトを示す
平面図、（Ｃ）は図１の読み出しヘッドの第３の他の実
施形態のレイアウトを示す平面図、（Ｄ）は図１の読み
出しヘッドの第４の他の実施形態のレイアウトを示す平
面図である。

【図７】（Ａ）は図２のスケールの１つの遮蔽要素に
重なる様子を示す図１の読み出しヘッドの第５の他の実
施形態の概略レイアウト図、（Ｂ）は（Ａ）の読み出し
ヘッドからの出力電圧と読み出しヘッド用遮蔽要素の位
置との関係を示す波形図である。

【図８】（Ａ）は１つの遮蔽要素に重なる様子を示す
図１の読み出しヘッドの第６の他の実施形態の概略レイ
アウト図、（Ｂ）は（Ａ）の読み出しヘッドの出力電圧
と読み出しヘッド用遮蔽要素の位置との関係を示す波形
図である。

【図９】（Ａ）は１つの遮蔽要素に重なる様子を示す
図１の読み出しヘッドの第７の他の実施形態の概略レイ
アウト図、（Ｂ）は（Ａ）の読み出しヘッドの出力電圧
と読み出しヘッド用遮蔽要素の位置との関係を示す波形
図である。

【図１０】（Ａ）は１つの遮蔽要素に重なる様子を示
す図１の読み出しヘッドの第８の他の実施形態の概略レ
イアウト図、（Ｂ）は１つの遮蔽要素に重なる様子を示
す図１の読み出しヘッドの第９の他の実施形態の概略レ
イアウト図、（Ｃ）は１つの遮蔽要素に重なる様子を示
す図１の読み出しヘッドの第１０の他の実施形態の概略
レイアウト図である。

【図１１】図２のスケールに重なる様子を示す図１の
読み出しヘッドの第１１の他の実施形態の一部を示す概
略ブロック図である。

【図１２】（Ａ）は図１のレシーバ巻線の他の実施形
態のレイアウトの一部を示す平面図、（Ｂ）は図６
（Ｃ）のレシーバ巻線の他の実施形態のレイアウトの一
部を示す平面図である。

【図１３】図１の読み出しヘッドの第１２の他の実施
形態のレイアウトを示す平面図である。

【図１４】図１の読み出しヘッドの第１３の他の実施
形態のレイアウトを示す平面図である。

【図１５】図１の読み出しヘッドの第１４の他の実施
形態のレイアウトを示す平面図である。

【図１６】（Ａ）は本発明に従うロータリエンコーダ
のレイアウトを示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の１６Ｂ−
１６Ｂ線に沿ったロータリエンコーダの拡大断面図であ
る。

【図１７】（Ａ）は図１６（Ａ）のロータリエンコー
ダの第１の他の実施形態のレイアウトを示す平面図、
（Ｂ）は（Ａ）の第１の他の実施形態のロータリエンコ
ーダを１７Ｂ−１７Ｂ線に沿って切り取った拡大断面図
である。

【図１８】（Ａ）は本発明に従うロータリ円筒形エン
コーダの上部平面図、（Ｂ）は（Ａ）のロータリ円筒形
エンコーダの回転子の側部立面図、（Ｃ）は（Ａ）のロ
ータリ円筒形エンコーダの第１の他の実施形態を示す上
部平面図である。

【図１９】（Ａ）は図１８（Ａ）のロータリ円筒形エ
ンコーダの第２の他の実施形態を示す上部平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のロータリ円筒形エンコーダの固定子の
側部立面図である。

【図２０】本発明の誘導エンコーダとともに用いるエ
ンコーダ電子回路の一部を示す概略ブロック図である。

【図２１】図２０の回路の第１の他の実施形態の一部
を示す概略ブロック図である。

【図２２】（Ａ）は図２０の信号発生器の一部を示す
概略ブロック図、（Ｂ）は（Ａ）の信号発生器の他の実
施形態の一部を示す概略ブロック図である。

【図２３】図２２（Ａ）の信号発生器からの共振信号
出力を時間と電圧との関係で示す波形図である。

【図２４】（Ａ）は図２２（Ａ）または図２２（Ｂ）
の回路で駆動され、かつ図２のスケールが最大出力を発
生するように位置決めされる場合の、図１の読み出しヘ
ッドからの信号出力を時間と電圧との関係で示す波形
図、（Ｂ）は図２のスケールの相対位置が（Ａ）の位置
から波長４分の１だけ移動した場合の時間と電圧との関
係を示す波形図、（Ｃ）は図２のスケールの相対位置が
（Ａ）の位置から波長２分の１だけ移動した場合の時間
と電圧との関係を示す波形図、（Ｄ）は図１の読み出し
ヘッドの出力の振幅および極性と、図２のスケールの位
置との関係を示す波形図である。

【図２５】図２のスケールに重なる様子を示す図１の
読み出しヘッドの第１５の他の実施形態のレイアウトを
示す平面図である。

【図２６】（Ａ）は図１の読み出しヘッドを表すブロ
ックの下に位置する様子を示す図２のスケールの第４の
他の実施形態の一部を示す概略ブロック図、（Ｂ）は
（Ａ）のスケールの等角投影図である。

【図２７】（Ａ）はスケールが読み出しヘッドの一部
と相互接続するように図１の読み出しヘッドの上に重な
る図２のスケールの第５の他の実施形態を示す平面図、
（Ｂ）はスケールが読み出しヘッドの他の部分と相互接
続する様子を示す（Ａ）の他の実施形態の平面図、
（Ｃ）は（Ａ）のトランスデューサの読み出しヘッドか
らの出力電圧とスケールの位置との関係を示す波形図で
ある。

【図２８】図２７（Ａ）のトランスデューサの第１の
他の実施形態を示す概略側面図である。

【図２９】図２７（Ａ）のトランスデューサの第２の
他の実施形態を示す概略側面図である。

【図３０】図１の読み出しヘッドが図２のスケールと
動作中に係合する様子を示す、図４（Ａ）の誘導トラン
スデューサの側面の概略図である。

【図３１】図３０の誘導トランスデューサの第１の他
の実施形態の側面の概略図である。

【図３２】図３０の誘導トランスデューサの第２の他
の実施形態の側面の概略図である。

【図３３】図３０の誘導トランスデューサの第３の他
の実施形態の側面の概略図である。

【図３４】図３１の読み出しヘッドを３４Ａ−３４Ａ
線に沿って切り取った概略断面図である。

【図３５】図３１の誘導トランスデューサのトランス
ミッタ巻線の等角投影図である。

【図３６】図２のスケールの第６の他の実施形態の一
部を示す等角投影図である。

【図３７】（Ａ）は図２のスケールの第７の他の実施
形態の一部を示す等角投影図、（Ｂ）は図２のスケール
の第８の他の実施形態の一部を示す等角投影図、（Ｃ）
は図２のスケールの第９の他の実施形態の一部を示す等
角投影図である。

【符号の説明】

１００読み出しヘッド、１０２トランスミッタ巻
線、１０４レシーバ巻線、１０６、１０８交流ルー
プ、１１０波長、３００測定軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者キムウェズレイアサートンアメリカ合衆国ワシントン州カークランドワンハンドレッドトゥェンティファーストストリートノースイースト 7437

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁束領域に対して変化する磁束を発生す
る磁場源と、薄膜領域内に形成され、測定軸沿いおよび前記磁束領域
内で所定の周期的なパターンからなる磁束を受ける領域
を形成して、前記変化する磁束に応答して少なくとも一
方の出力を横切ってＥＭＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖ
ｅＦｏｒｃｅ：起電力）を受動的に発生するように配
置される少なくとも第一の検知導体と、支持部材と、前記支持部材上に所定の間隔を空けて規則的に位置決め
された所定形状の導電性材料からなる複数の磁束遮蔽体
であって、前記変化する磁束が磁束遮蔽体内に渦電流を
発生して磁束遮蔽体に近接した部分の磁束を遮蔽するよ
うに位置決めすることが可能な磁束遮蔽体とを備え、前記磁束遮蔽体と前記検知導体の前記周期的パターンと
は、前記周期的パターンの第一の部分が前記磁束遮蔽体
の少なくとも１つに重なる第一位置から、前記周期的パ
ターンの第二の部分が前記磁束遮蔽体の少なくとも１つ
に重なる第二位置へと互いに相対的に移動可能であり、
これにより前記磁束遮蔽体は前記第一位置と前記第二位
置とでＥＭＦを変化させ、前記磁束遮蔽体の前記所定間
隔は、前記測定軸方向に沿って前記磁束遮蔽体と前記検
知導体との連続した相対的移動量に応答して、前記複数
の磁束遮蔽体が前記検知導体の前記周期的パターンと協
働して、前記検知導体の出力を横切って連続して変化す
る周期的ＥＭＦを発生するように決められ、さらに、前記少なくとも第一の検知導体の出力を横切って発生す
る前記変化するＥＭＦに基づいて、前記第一位置と前記
第二位置との間の前記磁束遮蔽体に対する前記検知導体
の前記周期的パターンの相対的位置を求める、前記少な
くとも第一の検知導体の出力に結合された分解回路を備
える位置検出トランスデューサ。
【請求項２】請求項１に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、前記検知導体の前記所定の周期的パター
ンは、前記変化する磁束に応答して第一極性のＥＭＦを
発生する少なくとも１つの第一の型の領域と、前記変化
する磁束に応答して第二極性のＥＭＦを発生する少なく
とも１つの第二の型の領域とを規定し、前記第一の型お
よび第二の型の領域は前記測定軸方向に沿って互いに交
互に介挿して配置されていることを特徴とするトランス
デューサ。
【請求項３】請求項２に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、前記第一の型の領域の数は前記第二の型
の領域の数と等しく、このため前記検知導体の前記出力
における全ＥＭＦは前記磁束遮蔽体がない場合は実質的
に０であることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項４】請求項２に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、少なくとも前記第一の型の領域は実質的
に閉じた領域を規定し、少なくとも前記第一の型の前記
実質的に閉じた領域のうちの少なくとも２つの領域は、
前記実質的に閉じた領域よりも実質的に狭い延長部によ
って接続され、これにより前記検知導体を動作中に前記
所定の周期的パターンに沿って配置するのに必要な穴の
数および絶縁された交差の数を低減することを特徴とす
るトランスデューサ。
【請求項５】請求項２に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、前記第一の型および前記第二の型の領域
は事実上閉じた領域を形成し、前記閉じた領域は前記測
定軸に沿って間隔を空けて設けられ、かつ第一および第
二の相互接続用導体部によって相互接続され、隣接した
ループ間をつなぐ前記第一の相互接続用導体部の各々
は、絶縁部をその間に設けた状態で、対応する前記第二
の相互接続用導体部と整列して配置され、これにより前
記閉ループ間の磁束を受ける領域をなくすことを特徴と
するトランスデューサ。
【請求項６】請求項１に記載の位置検出トランスデュ
ーサであって、前記磁束領域に第二の所定の周期的パタ
ーンを有する少なくとも第二の検知導体をさらに備え、
前記第二の検知導体は動作中は前記分解回路に結合さ
れ、前記分解回路は前記所定の間隔のうちの１つの間隔
内の空間的位置を求められることを特徴とするトランス
デューサ。
【請求項７】請求項６に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、前記第一の検知導体の前記所定の周期的
パターンの少なくとも一部は、前記第二の検知導体の前
記所定の周期的パターンの少なくとも一部に重なり、こ
のため前記第一および第二の検知導体の前記磁束を受け
る領域はこれらの導体間で少なくとも部分的に共有され
ていることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項８】請求項１に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、前記測定軸は実質的に円形であり、前記
第一の検知導体の前記所定の周期的パターンは前記円形
の測定軸の少なくとも一部に沿って配置されていること
を特徴とするトランスデューサ。
【請求項９】請求項１に記載の位置検出トランスデュ
ーサにおいて、前記薄膜領域は円筒の少なくとも一部を
形成し、前記位置検出トランスデューサは前記検知導体
を設置する実質的に円筒形の取付部材をさらに備え、前
記支持部材は実質的に円筒形であり、前記支持部材と前
記取付部材とは実質的に同心であることを特徴とするト
ランスデューサ。
【請求項１０】請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記薄膜領域は円筒の少なくとも一部
を形成し、前記磁束遮蔽体は前記支持部材から歯車のよ
うに規則的かつ放射状に延びる部分として形成されてい
ることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項１１】請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記周期的パターンは波長を規定し、
前記各磁束遮蔽体の長さは前記波長の半分に等しいこと
を特徴とするトランスデューサ。
【請求項１２】請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記支持部材は導電性材料から形成さ
れ、前記磁束遮蔽体は前記支持部材より高い導電率を有
し、前記磁束遮蔽体は前記支持部材と一体成形され、前
記支持部材は、前記複数の磁束遮蔽体の導電率が、前記
磁束遮蔽体間の前記支持部材上の隣接する部分の導電率
と動作中は異なるように、前記支持部材の微細構造を周
期的に変えるように処理されていることを特徴とするト
ランスデューサ。
【請求項１３】請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記磁場源は、少なくとも１つの導体
からなる少なくとも１本の磁束ループと、前記導体中に
変化する電流を発生する前記磁束ループに結合された電
流源とを含むことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項１４】請求項１３に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束ループは前記検知導体の前
記周期的パターンからなる前記磁束を受ける領域を囲
み、前記磁束遮蔽体の前記所定の間隔はある長さを有
し、前記磁束ループの端部は、前記測定軸方向に沿って
前記検知導体の前記周期的パターンの端部を越えて前記
所定の間隔の長さの少なくとも２分の１だけ離して位置
決めされていることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項１５】請求項１３に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束ループは前記検知導体の前
記周期的パターンからなる前記磁束を受ける領域を囲
み、前記磁束ループの端部は前記検知導体の前記周期的
パターンの対向する端部を実質的に囲み、かつ前記測定
軸を横切る方向にテーパ付けされていることを特徴とす
るトランスデューサ。
【請求項１６】請求項１３に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記電流源は電圧パルス発生器を含
み、前記電圧パルス発生器は、前記磁束ループの第一端子が結合される電圧供給端子、
および接地端子と、第一端子および第二端子を有するキャパシタであって、
第一端子は前記磁束ループの第二端子に結合されるキャ
パシタと、第一端子、第二端子、および制御端子を有するスイッチ
要素であって、第一端子は前記キャパシタの前記第二端
子に結合され、第二端子は前記接地端子に結合され、か
つ制御端子は間欠的に駆動されるスイッチ要素と、前記電圧供給端子に結合される第一端子と前記キャパシ
タの前記第二端子に結合される第二端子とを有する抵抗
器とを含むことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項１７】請求項１３に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記電圧パルス発生器は、電圧供給端子、および前記磁束ループの第一端子が結合
される接地端子と、第一端子および第二端子を有するキャパシタであって、
第一端子は前記磁束ループの第二端子に結合されるキャ
パシタと、第一端子、第二端子、および制御端子を有するスイッチ
要素であって、第一端子は前記キャパシタの前記第二端
子に結合され、第二端子は前記接地端子に結合され、か
つ制御端子は間欠的に駆動されるスイッチ要素と、前記電圧供給端子に結合される第一端子と前記キャパシ
タの前記第二端子に結合される第二端子とを有する抵抗
器とを含むことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項１８】請求項１３に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記電流源は前記磁束ループに平行
に結合されるキャパシタを含み、前記キャパシタは前記
磁束ループのインダクタンスと共振するような容量を有
することを特徴とするトランスデューサ。
【請求項１９】請求項１３に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記電流源は選択されたサンプリン
グ間隔で動作中の磁束変化を開始するよう制御されてい
ることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項２０】請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記分解回路は、入力端子と出力端子とを有し、入力端子は前記検知導体
の出力に結合され、前記検知導体の出力から発生する信
号を増幅し、増幅した電圧信号を出力端子に発生する増
幅器と、前記増幅された電圧を受取るように前記増幅器の出力端
子に結合され、前記変化する磁束と同期して、出力端子
に合成した信号を出力するミキサと、前記ミキサの出力端子に結合して前記合成した信号を受
け取る入力端子を有し、フィルタリングした信号を出力
端子に発生するフィルタと、前記少なくとも第一の検知導体からのフィルタリングし
た信号を分析し、前記フィルタリングした信号に基づい
て前記トランスデューサが前記第一位置にあるのか前記
第二位置にあるのかを判断するプロセッサとを含むこと
を特徴とするトランスデューサ。
【請求項２１】請求項２０に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束遮蔽体の所定間隔は測定波
長を規定し、前記プロセッサは前記磁束遮蔽体が前記第
一および第二のループと相対的に移動する際に前記波長
の数を数えることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項２２】請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記分解回路は前記検知導体と平行に
結合されたキャパシタを含み、前記キャパシタは前記検
知導体のインダクタンスと共振するような容量を有する
ことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項２３】請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記分解回路は、相対移動量が前記所
定の間隔の１つに等しい増分量を上回る状態を検出し
て、移動方向に応じて累算器を増分または減分する手段
と、前記累算器の情報を前記所定の間隔の１つ内の空間
的位置と組み合わせて、前記所定の間隔の１つを上回る
相対移動量に対応する位置を明確に求められるようにす
る手段とを含むことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項２４】請求項１に記載の位置検出トランスデ
ューサにおいて、前記薄膜領域は実質的に平面状であ
り、前記磁束遮蔽体は第一の組の同一平面上の磁束遮蔽
体と、第二の組の同一平面上の磁束遮蔽体とを含み、前
記第一および第二の組の磁束遮蔽体は互いに整列して平
行に配置され、その間に前記検知導体が配置されること
を特徴とするトランスデューサ。
【請求項２５】磁束領域に対して変化する磁束を発生
する磁場源と、薄膜領域内に形成され、測定軸沿いおよび前記磁束領域
内で第一の所定の周期的パターンからなる磁束を受ける
領域を形成して、前記変化する磁束に応答して少なくと
も一方の出力を横切ってＥＭＦを受動的に発生するよう
に配置される少なくとも第一の検知導体であって、前記
所定の周期的パターンは、前記変化する磁束に応答して
第一極性のＥＭＦを発生する複数の第一の型の領域と、
前記変化する磁束に応答して第二極性のＥＭＦを発生す
る少なくとも１つの第二の型の領域とを規定し、前記第
一の型および前記第二の型の領域は互いの間に交互に介
挿し、かつ前記測定軸に沿って互いにすぐ隣接して配置
される検知導体と、前記磁束領域内に位置決めされた所定形状の導電性材料
からなる少なくとも１つの磁束遮蔽体であって、前記変
化する磁束が磁束遮蔽体内に渦電流を発生し、磁束遮蔽
体に近接した部分の前記磁束を遮蔽するような磁束遮蔽
体とを備え、前記磁束遮蔽体と前記検知導体の前記周期的パターンと
は、前記周期的パターンの第一の部分が前記磁束遮蔽体
に重なる第一位置から、前記周期的パターンの第二の部
分が前記磁束遮蔽体に重なる第二位置へと互いに相対的
に移動可能であり、これにより前記磁束遮蔽体は前記第
一位置と前記第二位置とでＥＭＦを変化させ、前記測定
軸方向に沿って前記磁束遮蔽体と前記検知導体の前記周
期的パターンとの連続した相対的移動量に応答して、前
記磁束遮蔽体は前記検知導体の前記周期的パターンと協
働して、前記検知導体の出力を横切って連続的に変化す
る周期的ＥＭＦを発生し、さらに前記検知導体の出力を
横切って発生する前記変化するＥＭＦに基づいて、前記
第一位置と前記第二位置との間の前記磁束遮蔽体に対す
る前記検知導体の前記周期的パターンの相対的位置を求
める、前記検知導体の出力に結合された分解回路を備え
る位置検出トランスデューサ。
【請求項２６】請求項２５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束遮蔽体の前記測定軸沿いに
測定した長さは前記周期的パターンより長く、前記分解
回路は動作中に前記周期的パターンに前記磁束遮蔽体が
部分的に重なっている場合の位置を求めることを特徴と
するトランスデューサ。
【請求項２７】請求項２５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束遮蔽体の前記測定軸沿いに
測定した長さは前記周期的パターンより短く、前記分解
回路は動作中に前記磁束遮蔽体の全体が前記周期的パタ
ーンの端と端との間にある場合の位置を求めることを特
徴とするトランスデューサ。
【請求項２８】請求項２５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記第一の型の領域の数は前記第二
の型の領域の数に等しく、このため前記検知導体の出力
における全ＥＭＦは前記磁束遮蔽体がない場合は実質的
に０であることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項２９】請求項２５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記第一の型の領域は実質的に閉じ
た領域を規定し、少なくとも前記第一の型の領域の前記
実質的に閉じた領域のうちの少なくとも２つの領域は、
これら実質的に閉じた領域よりも実質的に狭い延長部に
よって接続され、これにより前記検知導体を動作中に前
記所定の周期的パターン沿いに配置するのに必要な穴の
数と絶縁された交差の数とを低減することを特徴とする
トランスデューサ。
【請求項３０】請求項２９に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記第一の型および前記第二の型の
領域は事実上閉じた領域を形成し、前記閉ループは互い
に隣接しているため、前記閉ループ間の磁束を受ける領
域をなくすことができることを特徴とするトランスデュ
ーサ。
【請求項３１】請求項２５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束領域には、所定の周期的パ
ターンを有し、動作中は前記分解回路に結合される少な
くとも第二の検知導体が設けられ、前記分解回路は前記
所定の間隔のうちの１つの間隔内の空間的位置を求めら
れることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項３２】請求項３１に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記第一の検知導体の前記周期的パ
ターンの少なくとも一部は前記第二の検知導体の前記周
期的パターンの少なくとも一部に重なり、このため前記
磁束を受ける領域は前記第一および第二の検知導体間で
少なくとも部分的に共有されることを特徴とするトラン
スデューサ。
【請求項３３】請求項２５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記検知導体の前記周期的パターン
に対する前記磁束遮蔽体の相対的な移動量に応答して、
実質的に正弦状の出力信号が発生することを特徴とする
トランスデューサ。
【請求項３４】請求項２５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁場源は、前記薄膜領域内に敷
設され、前記周期的パターン領域を囲む少なくとも１つ
の導体からなる少なくとも１つの磁束ループと、前記磁
束ループに結合され前記導体中に変化する電流を発生す
る電流源とを含むことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項３５】請求項２５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記分解回路は、第一方向またはこ
れと反対の第二方向の少なくともいずれかの方向の相対
移動量が前記所定の周期的パターンの１区間に等しい増
分量以上である状態を検出し、これに応じて累算器を増
分または減分する手段と、前記累算器の情報を前記１区
間内の空間的位置と組み合わせて、前記１区間を上回る
相対移動量に対応する位置を明確に求められるようにす
る手段とを含むことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項３６】変化する磁束を磁束領域を介して発生
し、測定軸沿いに前記磁束領域に対して相対的に移動可
能な少なくとも１つの遮蔽要素を有する位置検出トラン
スデューサのレシーバであって、前記磁束領域内に配置されるレシーバ支持部材と、薄膜領域内で前記レシーバ支持部材によって保持され、
前記測定軸沿いかつ前記磁束領域内に所定の周期的パタ
ーンからなる磁束を受ける領域を形成して、前記変化す
る磁束に応答して、少なくとも１つの出力を横切って受
動的にＥＭＦを発生するように配置される少なくとも１
つの受動検知導体とを備え、前記所定の周期的パターン
は、前記変化する磁束に応答して第一極性のＥＭＦを発
生する複数の第一の型の領域と、前記変化する磁束に応
答して前記第一極性と反対の第二極性のＥＭＦを発生す
る少なくとも１つの第二の型の領域とを規定し、前記第
一および前記第二の領域は前記測定軸沿いに互いに交互
に介挿して配置され、前記受動検知導体の前記周期的パターンは、前記測定軸
に沿った前記遮蔽要素と前記レシーバ支持部材との相対
移動の動作上の任意の範囲に対して、前記遮蔽要素と協
働して前記検知導体の出力に連続して変化する周期的Ｅ
ＭＦを発生することを特徴とするレシーバ。
【請求項３７】請求項３６に記載のレシーバにおい
て、前記周期的パターンは実質的に正弦状のパターンを
含み、前記出力信号は前記レシーバ支持部材に対する前
記磁場内の前記遮蔽要素の移動量に応答して実質的に正
弦状であることを特徴とするレシーバ。
【請求項３８】変化する駆動信号を発生する少なくと
も１つの駆動回路と、薄膜領域内に形成され、測定軸沿いに所定の周期的なパ
ターンからなる磁束を受ける領域を形成するように配置
され、前記駆動回路に結合され前記駆動信号を受けて前
記所定の周期的パターン内に変化する磁束を発生する少
なくとも第一の磁束発生導体と、前記磁束発生導体によって発生した磁束の少なくとも一
部を受け、前記変化する磁束に応答して前記検知導体の
出力を横切ってＥＭＦを発生する少なくとも１つの検知
導体と、支持部材と、前記支持部材上に所定の間隔を空けて規則的に位置決め
された所定形状の導電性材料からなる複数の磁束遮蔽体
であって、前記変化する磁束が磁束遮蔽体内に渦電流を
発生して磁束遮蔽体に近接した部分の磁束を遮蔽するよ
うに位置決めすることが可能な磁束遮蔽体とを備え、前記磁束遮蔽体と前記磁束発生導体の前記周期的パター
ンとは、前記周期的パターンの第一の部分が前記磁束遮
蔽体の少なくとも１つに重なる第一位置から、前記周期
的パターンの第二の部分が前記磁束遮蔽体の少なくとも
１つに重なる第二位置へと互いに相対的に移動可能であ
り、これにより前記磁束遮蔽体は前記第一位置と前記第
二位置とで前記検知導体中でＥＭＦを変化させ、前記磁
束遮蔽体の前記所定間隔は、前記測定軸方向に沿って前
記磁束遮蔽体と前記磁束発生導体の前記周期的パターン
との連続した相対的移動量に応答して、前記複数の磁束
遮蔽体が前記磁束発生導体の前記周期的パターンと協働
して、前記検知導体の出力を横切って連続して変化する
周期的ＥＭＦを発生するように決められ、さらに、前記検知導体の出力を横切って発生する前記変化するＥ
ＭＦに基づいて、前記第一位置と前記第二位置との間の
前記磁束遮蔽体に対する前記検知導体の前記周期的パタ
ーンの相対的位置を求める、前記検知導体の出力に結合
された分解回路を備える位置検出トランスデューサ。
【請求項３９】請求項３８に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束発生導体の前記所定の周期
的パターンは前記測定軸に沿って選択された長さを有
し、前記支持部材上の前記磁束遮蔽体の全体の長さは前
記選択された長さより長いことを特徴とするトランスデ
ューサ。
【請求項４０】請求項３８に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記磁束発生導体の前記所定の周期
的パターンは、前記変化する磁束に応答して第一極性の
ＥＭＦを発生する少なくとも１つの第一の型の領域と、
前記変化する磁束に応答して第二極性のＥＭＦを発生す
る少なくとも１つの第二の型の領域とを規定し、前記第
一型および前記第二の型の領域は前記測定軸方向に沿っ
て互いに交互に介挿して配置されることを特徴とするト
ランスデューサ。
【請求項４１】請求項４０に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記第一の型の領域の数は前記第二
の型の領域の数に等しく、このため前記検知導体の出力
における全ＥＭＦは前記磁束遮蔽体がない場合は実質的
に０であることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項４２】請求項３８に記載の位置検出トランス
デューサであって、前記第一の磁束発生導体と実質的に
同じでかつ前記第一の磁束発生導体に重なっており、前
記測定軸に沿って前記第一の磁束発生導体から空間的に
ずれている少なくとも第二の磁束発生導体をさらに備え
ることを特徴とするトランスデューサ。
【請求項４３】請求項４２に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記駆動回路は、前記第一の磁束発
生導体に与えられる前記駆動信号から時間的に位相がず
れている位相シフトされた駆動信号を前記第二の磁束発
生導体に発生し、前記分解回路は、前記駆動信号の時間
位相を前記検知導体の前記出力を横切って発生した前記
ＥＭＦ信号の時間位相と比較して位置情報を得る位相メ
ータを含むことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項４４】パターン化された磁束発生導体の動作
可能なパターンを動作中は囲む少なくとも１つの検知導
体と、変化する磁束と相対的に動作中は位置決め可能な少なく
とも１つの遮蔽要素であって、前記磁束のうち前記少な
くとも１つの遮蔽要素に近接した部分は遮蔽される遮蔽
要素と、前記検知導体の少なくとも前記出力に結合され、前記検
知導体の前記出力を横切って位置の関数として発生した
変化するＥＭＦに基づいて、測定軸に沿った所定の範囲
に対して前記パターン化された磁束発生導体に対する前
記少なくとも１つの遮蔽要素の位置を求めることが可能
な分解回路とを備える位置検出トランスデューサにおい
て、前記パターン化された磁束発生導体を介して前記変
化する磁束を発生する位置検出トランスデューサのトラ
ンスミッタであって、前記少なくとも１つの遮蔽体に動作中は近接するトラン
スミッタ支持部材と、変化する駆動信号を発生する少なくとも１つの駆動回路
と、薄膜領域内に形成され、前記トランスミッタ支持部材に
固定され、前記測定軸沿って所定の周期的パターンから
なる磁束発生領域を形成するように配置され、前記駆動
回路に結合され前記駆動信号を受け取って前記所定の周
期的パターン内に変化する磁束を発生する少なくとも第
一の磁束発生導体とを備え、前記所定の周期的パターン
は前記駆動信号に応答して第一極性の磁束を発生する複
数の第一の型の領域と、前記駆動信号に応答して第二極
性の磁束を発生する少なくとも１つの第二の型の領域と
を規定し、前記第一の型および前記第二の型の領域は前
記測定軸沿いに交互に介挿して配置され、前記変化する磁束の前記周期的空間パターンは前記測定
軸に沿った前記遮蔽要素と前記トランスミッタ支持部材
との相対移動の動作上の任意の範囲に対して、前記少な
くとも１つの遮蔽要素と協働して、前記検知導体の前記
出力に連続して変化する周期的ＥＭＦを発生することを
特徴とするトランスミッタ。
【請求項４５】動作中に駆動されて変化する磁場を発
生する実質的に直線で測定軸に平行な導電性材料からな
る第一の線路と、前記磁場内に位置決め可能な導電性で磁性のない所定形
状の材料からなる少なくとも１つの磁束遮蔽体であっ
て、磁束遮蔽体に近接した前記磁場の一部を遮蔽する磁
束遮蔽体と、一般に前記測定軸に平行に第一の端から第二の端まで延
在し、前記第一の線路に近接した少なくとも第一の部分
と前記第一の部分よりも前記第一の線路に近接していな
い少なくとも第二の部分とを含む周期的な横方向の空間
的変化を有し、かつ前記磁場に応答して出力信号を発生
する、前記磁場内に配置された導電性材料からなる第二
の線路とを備え、前記第二の線路と前記磁束遮蔽体とは、前記第二の線路
の前記第一の部分が前記磁束遮蔽体に近接する第一位置
から前記第二の線路の前記第二の部分が前記磁束遮蔽体
に近接する第二位置まで、前記測定軸沿いに互いに相対
的に移動可能であり、これにより前記第二の線路の前記
磁束遮蔽体に対する相対的位置を示す前記出力信号を前
記第一位置と前記第二位置との間で連続して変化させる
位置検出トランスデューサセンサ。
【請求項４６】請求項４５に記載の位置検出トランス
デューサセンサにおいて、前記第二の線路は前記第二の
端から前記第一の端へと戻る戻り部分を有し、前記戻り
部分と前記周期的な空間的変化を示す部分とは前記変化
する磁場内の少なくとも第一の領域を囲むことを特徴と
するセンサ。
【請求項４７】請求項４６に記載の位置検出トランス
デューサセンサにおいて、前記戻り部分は絶縁された交
差を介して前記第二の線路の前記第一および第二の部分
と交差し、これにより前記第一および第二の部分と前記
戻り部分とは前記戻り部分の対抗する側に少なくとも第
一および第二の型の領域を規定し、前記第一の型の領域
は前記第二の型の領域と反対の極性の出力信号成分を発
生することを特徴とするセンサ。
【請求項４８】請求項４７に記載の位置検出トランス
デューサセンサであって、前記磁場内に配置された導電
性材料からなる第三の線路をさらに備え、前記第三の線
路は前記測定軸に平行な軸を中心に折り返すと前記第二
の線路の鏡像となり、前記測定軸に平行に位置決めさ
れ、前記第二の線路の前記第一の端で前記第二の線路の
前記戻り部分に電気的に結合される戻り部分を有し、前
記第三の線路の前記戻り部分の対抗する側に第三および
第四の部分を含む周期的な横方向の空間的変化を有し、
前記第三の線路は前記第二の線路とともに１つの出力信
号を発生することを特徴とするセンサ。
【請求項４９】交流電流を発生する電流源と、１つの領域を実質的に囲み、前記交流電流源に結合され
た第一の導電線路であって、前記交流電流が第一の導電
線路を通ると前記領域を通って交流磁束を発生する第一
の導電線路と、前記磁束内に前記磁束とは非平行に配置され、測定軸に
沿って延在する導電性材料からなる複数の第一および第
二の交流ループであって、第一のループの各々はその中
に第一の領域を規定し、かつ前記磁束に応答して第一の
方向に第一の電流を発生し、第二のループの各々はその
中に前記第一の領域と実質的に等しい第二の領域を規定
し、かつ前記磁束に応答して前記第一の方向と反対の第
二の方向に第二の電流を発生する第一および第二の交流
ループと、取り付け部材と、動作中は前記取り付け部材上に位置決めされる第一の導
電性材料からなる少なくとも１つの磁束遮蔽体であっ
て、前記磁束が磁束遮蔽体内に渦電流を発生するように
前記磁束内に位置決め可能であり、前記測定軸に沿った
遮蔽部分の長さが前記第一または第二のループの長さの
２倍には実質的に等しくない磁束遮蔽体とを備え、前記遮蔽体と前記第一および第二のループとは、前記第
一のループの少なくともいくつかのループが前記遮蔽体
の遮蔽領域に重なる第一位置から、前記第二のループの
少なくともいくつかのループが前記遮蔽体の遮蔽領域に
重なる第二位置へと、前記測定軸沿いに互いに相対的に
移動可能であり、これにより前記第一および第二のルー
プは前記第一位置と前記第二位置とで割合の異なる第一
および第二の電流を発生し、さらに、前記第一および第二のループ中の前記第一および第二の
電流に基づいて前記第一位置と前記第二位置との間の前
記遮蔽体に対する前記第一および第二のループの相対的
位置を求める、前記第一および第二のループに結合され
た分解回路を備える位置検出トランスデューサ。
【請求項５０】第一および第二の端子を有する磁場発
生要素を含み、かつ電源に結合される誘導位置検出エン
コーダの駆動回路であって、前記電源に結合される第一および第二の電源端子であっ
て、そのどちらか１つの電源端子が前記磁場発生要素の
前記第一の端子に結合される電源端子と、第一および第二の端子を有するキャパシタであって、第
一の端子は前記磁場発生要素の前記第二の端子に結合さ
れるキャパシタと、第一の端子、第二の端子、および制御端子を有するスイ
ッチ要素であって、第一の端子は前記キャパシタの前記
第二の端子に結合され、第二の端子は前記第二の電源端
子に結合され、かつ制御端子は間欠的に駆動されるスイ
ッチ要素と、前記第一の電源端子に結合された第一の端子と前記キャ
パシタの前記第二の端子に結合された第二の端子とを有
し、これにより前記スイッチ要素の前記制御端子が間欠
的に駆動されると前記駆動回路が前記磁場発生要素に共
振信号を発生する抵抗器とを備える駆動回路。
【請求項５１】トランスミッタとレシーバとを備える
位置検出トランスデューサの分解回路であって、前記トランスミッタを駆動する交流電流源と、入力端子と出力端子とを有する増幅器であって、入力端
子は前記レシーバに結合され、前記レシーバからの信号
を増幅して、増幅された信号を出力に発生する増幅器
と、前記増幅された信号を受けるように前記増幅器の前記出
力端子に結合されたミキサであって、前記交流電流源に
結合され、合成した信号をミキサの出力端子に発生する
ミキサと、入力端子が前記ミキサの前記出力端子に結合され、前記
合成した信号を受け、フィルタリングされた信号を出力
端子に発生するフィルタと、前記フィルタリングされた信号を分析し、前記フィルタ
リングされた信号に基づいて前記トランスデューサの位
置を検出するプロセッサとを備える分解回路。
【請求項５２】磁束領域に対して変化する磁束を発生
する磁場源と、薄膜領域内に形成され、測定軸沿いおよび前記磁束領域
内で所定の周期的なパターンからなる磁束を受ける領域
を形成して、前記変化する磁束に応答して少なくとも一
方の出力を横切ってＥＭＦを受動的に発生するように配
置される少なくとも第一の検知導体と、支持部材と、前記支持部材上に所定の間隔を空けて規則的に位置決め
された所定形状の磁気透過性材料からなる複数の磁束強
化体であって、前記変化する磁束のうちの磁束強化体に
近接した部分の磁束密度を大きくするように前記磁束内
に位置決めすることが可能な磁束強化体とを備え、前記磁束強化体と前記検知導体の前記周期的パターンと
は、前記周期的パターンの第一の部分が前記磁束強化体
の少なくとも１つに重なる第一位置から、前記周期的パ
ターンの第二の部分が前記磁束強化体の少なくとも１つ
に重なる第二位置へと互いに相対的に移動可能であり、
これにより前記磁束強化体は前記第一位置と前記第二位
置とでＥＭＦを変化させ、前記磁束強化体の前記所定間
隔は、前記測定軸方向に沿って前記磁束強化体と前記検
知導体の前記周期的パターンとの連続した相対的移動量
に応答して、前記複数の磁束強化体が前記検知導体の前
記周期的パターンと協働して、前記検知導体の出力を横
切って連続して変化する周期的ＥＭＦを発生するように
決められ、さらに、前記少なくとも第一の検知導体の出力を横切って発生す
る前記変化するＥＭＦに基づいて、前記第一位置と前記
第二位置との間の前記磁束強化体に対する前記検知導体
の前記周期的パターンの相対的位置を求める、前記少な
くとも第一の検知導体の出力に結合された分解回路を備
える位置検出トランスデューサ。
【請求項５３】請求項５２に記載の位置検出トランス
デューサであって、前記支持部材上の前記磁束強化体間
に位置決めされる所定形状の導電性材料からなる少なく
とも１つの磁束遮蔽体であって、前記変化する磁束が磁
束遮蔽体内に渦電流を発生して磁束遮蔽体に近接した部
分の磁束を遮蔽するように位置決めすることが可能な磁
束遮蔽体をさらに備えることを特徴とするトランスデュ
ーサ。
【請求項５４】請求項５２に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記薄膜領域は円筒の少なくとも一
部を形成し、前記磁束強化体は前記支持部材から歯車の
ように規則的かつ放射状に延びる部分として形成される
ことを特徴とするトランスデューサ。
【請求項５５】変化する駆動信号を発生する少なくと
も１つの駆動回路と、薄膜領域内に形成され、測定軸沿いに所定の周期的パタ
ーンからなる磁束発生領域を形成するように配置され、
前記駆動回路に結合され前記駆動信号を受けて、前記所
定の周期的パターン内に変化する磁束を発生する少なく
とも第一の磁束発生導体と、前記磁束発生導体によって発生した前記磁束の少なくと
も一部を受けて、前記変化する磁束に応答して出力を横
切ってＥＭＦを発生する少なくとも１つの検知導体と、支持部材と、前記支持部材上に所定の間隔を空けて規則的に位置決め
された所定形状の磁気透過性材料からなる複数の磁束強
化体であって、前記変化する磁束のうちの磁束強化体に
近接した部分の磁束密度を大きくするように前記磁束内
に位置決めすることが可能な磁束強化体とを備え、前記磁束強化体と前記磁束発生導体の前記周期的パター
ンとは、前記周期的パターンの第一の部分が前記磁束強
化体の少なくとも１つに重なる第一位置から、前記周期
的パターンの第二の部分が前記磁束強化体の少なくとも
１つに重なる第二位置へと互いに相対的に移動可能であ
り、これにより前記磁束強化体は前記第一位置と前記第
二位置とで前記検知導体中でＥＭＦを変化させ、前記磁
束強化体の前記所定間隔は、前記測定軸方向に沿って前
記磁束強化体と前記磁束発生導体の前記周期的パターン
との連続した相対的移動量に応答して、前記複数の磁束
強化体が前記磁束発生導体の前記周期的パターンと協働
して、前記検知導体の出力を横切って連続して変化する
周期的ＥＭＦを発生するように決められ、さらに、前記検知導体の出力を横切って発生する前記変化するＥ
ＭＦに基づいて、前記第一位置と前記第二位置との間の
前記磁束強化体に対する前記検知導体の前記周期的パタ
ーンの相対的位置を求める、前記検知導体の出力に結合
された分解回路を備える位置検出トランスデューサ。
【請求項５６】請求項５５に記載の位置検出トランス
デューサであって、前記支持部材上の前記磁束強化体間
に位置決めされる所定形状の導電性材料からなる少なく
とも１つの磁束遮蔽体であって、前記変化する磁束が磁
束遮蔽体内に渦電流を発生して磁束遮蔽体に近接した部
分の磁束を遮蔽するように位置決めすることが可能な磁
束遮蔽体をさらに備えることを特徴とするトランスデュ
ーサ。
【請求項５７】請求項５５に記載の位置検出トランス
デューサにおいて、前記薄膜領域は円筒の少なくとも一
部を形成し、前記磁束強化体は前記支持部材から歯車の
ように規則的かつ放射状に延びる部分として形成される
ことを特徴とするトランスデューサ。